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CETSA+MS/TPP热蛋白质组学筛靶策略

细胞热转移分析(Cellular Thermal Shift Assay,CETSA)基于药物结合可提高靶蛋白热稳定性的原理,通过检测药物处理前后蛋白在不同温度下的溶解性变化,评估小分子与蛋白之间的细胞内结合关系。将CETSA与质谱技术相结合的TPP(Thermal Proteome Profiling,热蛋白质组学)技术可在全蛋白组范围内同步分析细胞内蛋白的热稳定性变化,实现药物结合靶点的全面筛选。

细胞热转移分析,又称热蛋白质组学技术的原理是利用小分子与蛋白结合后引起的热稳定性改变,通过不同温度梯度处理细胞或蛋白样品,检测药物处理组与对照组之间蛋白溶解度的差异,并结合LC-MS/MS进行全蛋白组分析,从而筛选小分子药物的靶点蛋白。

图1-TPP原理.jpg

技术优势

1. 基于原型药物筛选,无需进行标记;

2. 在活细胞水平筛选药物结合靶点,更具生理相关性;

3. 多温度梯度检测给药前后的蛋白稳定性变化,灵敏度高。

研究案例

热蛋白质组分析揭示果糖-1,6-二磷酸作为磷酸盐供体靶向激活PGAM1

中国医学科学院北京协和医学院药物研究所在Nature communications发表题为“Thermal proteome profiling reveals fructose-1,6-bisphosphate as a phosphate donor to activate phosphoglycerate mutase 1”的研究论文。采用TPP方法全面鉴定了糖酵解途径中的细胞内源性糖代谢物果糖-1,6-二磷酸(FBP)在HepG2细胞中的互作蛋白,共得到了66个高置信度的靶点蛋白。经药靶互作及功能实验验证,FBP能够与参与磷酸转移和识别的多个蛋白结合互作。同时,FBP能够作为磷酸供体激活磷酸甘油酸变位酶 1 (PGAM1) ,支持Warburg效应和癌细胞增殖,为开发糖代谢靶向抗肿瘤疗法提供了潜在方向。

CETSA案例-FBP.jpg

参考文献

  1. Martinez Molina D, Jafari R, Ignatushchenko M, et al. Monitoring drug target engagement in cells and tissues using the cellular thermal shift assay. Science. 2013;341(6141):84-87. doi:10.1126/science.1233606

  2. Zhang Y, Cao Y, Wu X, et al. Thermal proteome profiling reveals fructose-1,6-bisphosphate as a phosphate donor to activate phosphoglycerate mutase 1. Nat Commun. 2024;15(1):8936. Published 2024 Oct 16. doi:10.1038/s41467-024-53238-w