新型光亲和基团用于活性导向的蛋白谱分析(ABPP)研究

In drug discovery, activity-based protein profiling (ABPP) approach is widely applied in uncovering new drug targets related to diseases, identifying cellular on/off targets of drugs etc. The probes covalently modify target proteins and subsequently facilitate isolation and identification of target proteins is the technical feature. Due to non-covalent interactions for most bioactive molecules with their target proteins, a photo-crosslinker is required to form a covalent bond between the probe and bound protein upon UV-irradiation. The currently reported photo-crosslinkers, such as benzophenones, aryl azides and diazirines, are suffering from various disadvantages. For example, benzophenone requires long UV-irradiation time, the crosslinking yield of aryl azide is less than 30% etc. Recently, we found that 2,5-diaryltetrazole can behave as a highly efficient photo-crosslinker which can be photolysised in short UV-irradiation time and afford high crosslinking yield. In this project, we aim to discover tetrazole-based photocrosslinkers with small size and high efficiency by systematically investigating all kinds of tetrazoles. And try to identify cellular targets of bioactive molecules, HM30181, by taking advantage of tetrazole-based ABPP approach.

活性导向的蛋白谱分析方法(ABPP)在药物研究领域被广泛地用于寻找与疾病相关联的新靶标、鉴定药物分子的作用靶点等。其技术特点是：分子探针与靶标蛋白质共价结合之后，进行后续分离及鉴定工作。由于多数活性分子与蛋白质之间是非共价结合，因此需要引入光亲和标记基团使分子探针与蛋白质在紫外光照射下形成共价键。目前常见的光亲和基团主要有芳基叠氮、二苯甲酮和二氮杂环丙烯三种。它们均存在一定的缺陷，如二苯甲酮需要较长紫外光照时间，芳基叠氮与靶标蛋白共价结合效率低于30％等。近期我们发现2, 5-二芳基四氮唑可以作为全新的光亲和基团，在较短时间的紫外光照下、高效率地与目标蛋白共价结合；本项目拟在前期工作的基础上，系统地研究各种结构的四氮唑作为光亲和基团的可行性，以发现体积小、效率高的四氮唑分子作为光亲和基团；并尝试利用基于四氮唑的ABPP方法确定药物分子HM30181在肿瘤细胞中的作用靶点。

近年来，活性导向的蛋白谱分析方法(ABPP)在药物研究领域被广泛地用于寻找与疾病相关联的新靶标、鉴定药物分子的作用靶点等。目前常见的光亲和基团主要有芳基叠氮、二苯甲酮和二氮杂环丙烯三种。它们均存在一定的缺陷，如二苯甲酮需要较长紫外光照时间，芳基叠氮与靶标蛋白共价结合效率低等。近期我们发现2, 5-二芳基四氮唑可以作为全新的光亲和基团，在较短时间的紫外光照下、高效率地与目标蛋白共价结合；本项目系统地研究各种结构的四氮唑作为光亲和基团的可行性，发现体积小、效率高的四氮唑分子作为光亲和基团；并尝试利用基于四氮唑的ABPP方法研究药物分子HM30181，白桦脂酸等在肿瘤细胞中的作用靶点如NOP2, ERGIC1, RAB6B等。上述工作为理解相关药理药效性质提供了重要基础，也进一步促进了ABPP技术在药物发现中的应用..此外，我们通过将基于四氮唑的表型筛选与活性导向蛋白谱学分析技术（ABPP）相结合，发现系列能显著抑制乳腺癌细胞增殖的化合物，通过运用ABPP成功发现并验证了主要作用靶点：ANXA2，NOS2，FLAD1等，这些靶点的发现为乳腺癌治疗提供了新线索。鉴于ANXA2在癌症早期发生发展中发挥重要作用，而分子探针能够在细胞中高效、专一地标记成像ANXA2，并表现出了较高的敏感度，因此该类分子探针有望为癌症的早期诊断与治疗提供新技术手段。.在本项目的支持下申请人以通讯作者共发表SCI论文11篇，其中2篇发表在国际顶级权威期刊Angew. Chem. Int. Ed., 4篇发表在 Chem. Commun., 1篇发表在ACS Chem. Bio.，申请专利3项。在项目实施过程中申请人获得了第21届施维雅青年药物化学奖，亚盛医药杰出青年研究奖，2019年广东省杰青等多项奖励与人才项目的支持。