药物发现新突破:质谱技术取代DNA条形码实现高效筛选
莱顿大学研究团队在塞巴斯蒂安·庞普伦(Sebastian Pomplun)带领下,开发出一种利用质谱技术替代DNA标签筛选数十万种分子的新方法。"我们希望让药物发现更快、更易获取。"庞普伦表示。
新药研发通常始于寻找能与特定蛋白质结合的分子,这一过程往往耗时数年且成本高达数百万美元。传统制药企业依赖大规模机器人设施进行高通量筛选,虽有效但极其昂贵缓慢。"你通常面对海量分子库,期望其中某个能与目标蛋白结合。"庞普伦解释道。
过去十年,DNA编码文库(DELs)技术被广泛应用:每个小分子附带DNA条形码记录结构信息。当分子与靶蛋白结合后,研究人员通过读取DNA识别对应分子。"这是项精妙技术,"庞普伦指出,"但存在重大缺陷——笨重的DNA标签会阻碍分子正常结合,尤其影响与DNA/RNA相互作用的蛋白,且限制可用化学反应类型。我们设想:能否在完全不用DNA的情况下实现同类筛选?"
质谱指纹识别技术
新方法以质谱技术替代条形码。该技术通过分子重量及碎片化特征识别微小分子。研究团队设计了含数十万种化合物的化学库,每种化合物由不同分子模块组合而成。当这些化合物与靶蛋白混合后,结合成功的分子将被分离并通过质谱分析。
"每个分子都会留下独特指纹,"庞普伦解释道,"即使两种化合物质量相同,其碎片化模式也能清晰区分彼此。"
数日构建50万化合物库
莱顿团队与耶拿大学计算专家合作开发了软件,用于解析复杂质谱数据并匹配分子结构。"关键突破在于将信号转化为实际可用信息。"该方法已成功识别出针对癌症相关蛋白的纳摩尔级强效结合物,包括传统DNA技术无法处理的靶点。"最令人振奋的是速度,"研究人员表示,"我们仅需数日即可构建含50万化合物的文库。"
降低药物发现门槛
研究团队期望这种"自编码"方法能打破大型药企垄断,使学术实验室更便捷参与早期药物研发。"该方法更快捷、更简便,为探索此前无法研究的新型分子打开大门,"庞普伦强调,"它将使药物发现对企业和学术界都更可及。"
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