分子互作——靶标分子机理解析的基石
通过高通量技术(-Omics)或者其他方式(文献调研/研究积累)筛选到潜在候选靶标(DNA、ncRNA、蛋白质、小分子等)后,深入解析候选靶标的分子作用机理是提升学术研究成果的必备内容,也是药物设计与开发的前提。
解析靶标分子作用机理的本质是研究靶标分子与蛋白质的相互作用及其介导的生物学效应。筛选和发现靶标分子的相互作用蛋白,是进行靶标分子机理解析的前提。
谱璟科技将分子生物学、细胞生物学和蛋白质组学技术无缝融合,开发了全系列的靶标分子互作蛋白筛选与深入分析的整体解决方案,开启高质量的分子互作探索的技术创新平台。
一、蛋白质-蛋白质互作/蛋白质翻译后修饰(PPI/PTM)深度探索平台
谱璟科技的蛋白质-蛋白质互作/蛋白质翻译后修饰探索平台是深度聚焦“靶标蛋白”的互作/后修饰,实现从编码靶标蛋白的基因序列开始,到承诺验证阳性的互作蛋白。
我们的解决方案分为定性的IP-MS(Qualitative)和定量的SILAC-IP-MS方案(Quantitative)。IP-MS是将免疫共沉淀(IP, immunoprecipitation)和质谱(MS, mass spectrometry)结合,实现对靶蛋白互作复合物的鉴定,但是无法区分特异性和非特异性互作。SILAC-IP-MS是将SILAC(stable isotope labeling with amino acids with cell culture)技术和IP-MS结合,通过质谱可实现对靶蛋白复合物的相对定量,快速区分特异性相互租用蛋白。
对于蛋白质后修饰,我们先通过IP或者SILAC-IP实现对靶蛋白的富集,然后通过质谱实现对靶蛋白上多样化后修饰的鉴定和定量分析,实现深度探索。
*代表性的成功案例*
Batool A, Liu H, Liu Y-X, Chen S-R: CD83, a Novel MAPK Signaling Pathway Interactor, Determines Ovarian Cancer Cell Fate. Cancers 2020, 12(8):2269.
Gao Y, Liu S, Guo Q, Zhang S, Zhao Y, Wang H, Li T, Gong Y, Wang Y, Zhang T et al: Increased expression of TRIP13 drives the tumorigenesis of bladder cancer in association with the EGFR signaling pathway. International Journal of Biological Sciences 2019, 15(7):1488-1499.
Yu W, Tang L, Lin F, Yao Y, Shen Z: DGKZ Acts as a Potential Oncogene in Osteosarcoma Proliferation Through Its Possible Interaction With ERK1/2 and MYC Pathway. Frontiers in Oncology 2019, 8(655).
Zhang X, Gao D, Fang K, Guo Z, Li L: Med19 is targeted by miR-101–3p/miR-422a and promotes breast cancer progression by regulating the EGFR/MEK/ERK signaling pathway. Cancer Letters 2019, 444:105-115.
Sun Y, Bao Q, Xuan B, Xu W, Pan D, Li Q, Qian Z, Jung JU: Human Cytomegalovirus Protein pUL38 Prevents Premature Cell Death by Binding to Ubiquitin-Specific Protease 24 and Regulating Iron Metabolism. Journal of Virology 2018, 92(13):e00191-00118.
Sun T, Du W, Xiong H, Yu Y, Weng Y, Ren L, Zhao H, Wang Y, Chen Y, Xu J et al: TMEFF2 Deregulation Contributes to Gastric Carcinogenesis and Indicates Poor Survival Outcome. Clinical Cancer Research 2014, 20(17):4689-4704.
*从基因序列开始、细胞过表达、免疫沉淀、质谱鉴定/定量分析、候选互作蛋白IP-WB验证等整体或部分实验服务。
二、lncRNA-蛋白质互作深度探索平台
lncRNA(Long Non-Coding RNA)是近年来的研究热点,其在肿瘤发生、免疫应答、机体发育等众多病理、生理过程中发挥重要作用。
高质量的ncRNA研究包括两大块内容:(1)功能实验。通过干扰(RNAi、konckout)和过表达(overxpression)结合下游的生物学实验手段,解析目的ncRNA的具体生物学功能。(2)分子机制。发现lncRNA特异性互作蛋白(结合蛋白),并进一步通过生化、分子/细胞生物学手段解析ncRNA与蛋白质互作的分子机制及其对相应生物学功能的调控作用。
筛选和发现lncRNA的互作蛋白并解析二者互作的分子机理,是提升ncRNA研究成果水准的必备内容。在高通量筛选目的lncRNA的互作蛋白方面,pull-down结合LC-MS(液相色谱-质谱连用)是目前最常用的方法。
谱璟科技通过自主研发,开发了lncRNA-PD-MS的定性和SILAC-lncRNA-PD-MS定量解决方案,助力lncRNA分子机理的深度探索研究。
*代表性的成功案例*
Sun T-T, He J, Liang Q, Ren L-L, Yan T-T, Yu T-C, Tang J-Y, Bao Y-J, Hu Y, Lin Y et al: LncRNA GClnc1 Promotes Gastric Carcinogenesis and May Act as a Modular Scaffold of WDR5 and KAT2A Complexes to Specify the Histone Modification Pattern. Cancer Discovery 2016, 6(7):784-801.
Tang J, Yan T, Bao Y, Shen C, Yu C, Zhu X, Tian X, Guo F, Liang Q, Liu Q et al: LncRNA GLCC1 promotes colorectal carcinogenesis and glucose metabolism by stabilizing c-Myc. Nature Communications 2019, 10(1):3499.
*从基因序列开始、过表达质粒构建、体外转录、biotin标记、pull-down、质谱鉴定/定量分析、候选互作蛋白筛选、northern blot等整体或部分实验服务。
三、小分子-蛋白质互作深度探索平台
筛选小分子药物(Small Molecule,SM)的特异性靶点(Protein Target)是药物研发的首要步骤。
将小分子的化学修饰(biotin,Click chemistry等)和pull-down技术结合,从细胞/组织蛋白中富集SM的结合蛋白,并通过质谱(MS)实现对SM-结合蛋白的鉴定,有利于更为系统地了解药物靶标和发现潜在的副作用(脱靶、与别的蛋白质结合)。
谱璟科技的SM-PD-MS和SILAC-SM-PD-MS两种技术解决方案,助力SM靶点蛋白的深度筛选探索。
*代表性的成功案例*
Chen C, Gong L, Liu X, Zhu T, Zhou W, Kong L, Luo J: Identification of peroxiredoxin 6 as a direct target of withangulatin A by quantitative chemical proteomics in non-small cell lung cancer. Redox Biology 2021, 46:102130.
Chen C, Liu X, Gong L, Zhu T, Zhou W, Kong L, Luo J: Identification of Tubocapsanolide A as a novel NLRP3 inhibitor for potential treatment of colitis. Biochemical Pharmacology 2021, 190:114645.
Chen C, Zhu T, Liu X, Zhu D, Zhang Y, Wu S, Han C, Zhang H, Luo J, Kong L: Identification of a novel PHGDH covalent inhibitor by chemical proteomics and phenotypic profiling. Acta Pharmaceutica Sinica B 2021.
Zhu D, Li S, Chen C, Wang S, Zhu J, Kong L, Luo J: Tubocapsenolide A targets C-terminal cysteine residues of HSP90 to exert the anti-tumor effect. Pharmacological Research 2021, 166:105523.
*从小分子化合物biotin、Click等修饰、细胞培养、SILAC标记、pull-down、质谱鉴定/定量分析、候选互作蛋白筛选、SM在蛋白质上的结合位点质谱检测等整体或部分实验服务。
四、DNA-蛋白质互作深度探索平台
基因的差异表达是基因(DNA)与转录因子(蛋白质)在时间、空间上相互作用的结果体现。解析基因调控元件(转录因子结合位点、DNA甲基化等)与转录因子在时间、空间上的差异,是理解肿瘤发生、药物应答、免疫调控、个体发育等众多病理、生理机制的重要内容。
筛选和发现目的基因调控元件的特异性结合蛋白是进行基因转录水平调控研究的核心内容。
谱璟科技将DNA pull-down技术和质谱(MS)结合,开发了高通量筛选基因调控元件结合蛋白的整体技术解决方案,助力您快速筛选目的基因调控元件的结合蛋白,并进而深入解析二者互作对基因转录水平的调控机理,最终提升文章的研究档次。