创新药物先导化合物发现Discovery of lead compounds for innovative drugs
技术背景：
目前FDA批准的药物所针对的靶点仅有约800个，存在大量已知疾病相关靶点“无药可及”，大多数的药物筛选技术都是以纯蛋白作为实验体系，靶点蛋白质在表达纯化过程中会遇到很多问题，比如表达体系不好选择，纯度难以提高，结构和活性难以保持等，这些挑战对于膜蛋白相关靶点尤其突出。因此，第一步靶标蛋白的纯化和制备经常成为了药物发现的“卡脖子”环节。
化学蛋白质组学技术的问世革命性地将药物发现从纯蛋白体系带入了活细胞体系。以共价药物先导化合物发现为例，从结构多样的分子库出发，在活细胞水平给予小分子处理，确保蛋白质均处于自然活性状态，之后借助于生物活性探针，利用基于活性的蛋白质组学分析技术（activity-based protein profiling，ABPP）捕捉分析每个小分子与靶点蛋白质的结合能力，构建小分子与蛋白质相互作用网络数据库。
技术优势：
技术平台：
基于 DIA-ABPP（Data-Independent Acquisition-Activity-Based Protein Profiling）专利，发现针对蛋白质上结合位点*的共价化合物的工作流程。
（*共价结合位点是指可被化学探针标记的氨基酸，从而实现配体性）。
平台优势：
01.样品量低：每个样品仅需~50 μg蛋白质组；
02.数据量大：同时制备96个样品，产生>96*15,000个小分子-位点作用信息
03.直接占据率：精确至药物结合口袋内半胱氨酸残基位点
04.稳定性高：不同响应强度的肽段均能稳定定量(105-107),>80%检测肽段CV< 0.2
半胱氨酸共价靶点库
半胱氨酸靶向共价库包含具有代表性的温和亲电 “弹头”，如丙烯酰胺和氯乙酰胺。“类药” 库包含约 3000 种化合物，其中 80% 以上的化合物分子量为 300 - 500 Da。对于大多数化合物而言，任意两个成员之间的Tanimoto 相似性指数约为 0.3，表明其具有高度的多样性。
蛋白靶点库
目前，基于巯基化学探针捕获的蛋白靶点库涵盖12421个蛋白，覆盖39962个半胱氨酸结合位点，分布在多个具有重要生物学功能的蛋白靶点家族，例如Kinases, GPCRs，Deubiquitylases, Phosphatases, Transcripition factors, E3 ligases 等难成药靶点。
案例展示：
DCAF1 是两种不同 E3 连接酶（CRL4DCAF1 和 EDVP）的底物受体，在蛋白质降解中发挥着关键的生理作用。目前市面上已针对 DCAF1 的 WDR 结构域开发了几种共价和非共价结合剂，以支持靶向降解应用（J. Am. Chem. Soc. 2022; Nat.Commun. 2024).
我们首次发现 Mol-380 能与 DCAF1_C69 共价接合，这突出表明它是一个独立于 WDR 结构域的 TPD 应用的潜在药物位点。我们的发现凸显了 ChomiX 自动化化学蛋白质组学平台在发现活细胞中不可药用靶点（包括转录因子和膜蛋白）的新配体方面的重要价值，强调了它在药物开发和功能探索方面的潜在影响。
