用于生物活性小分子靶标鉴定的新型金纳米颗粒探针

　　药物治疗的发展是困难的——临床医生和研究人员知道某种药物可以调节特定的功能，但他们可能不知道它是如何起作用的。东京农业技术大学(TUAT)的研究人员已经开发出一种新的、简化的方法来更好地理解这些相互作用的分子机制。

　　他们于2020年12月17日在英国皇家化学学会的期刊上发表了他们的方法。

　　生物活性小分子是化学化合物，如药物，可以很容易地传递到人体细胞并与之相互作用。通过与特定的蛋白质结合，这些分子可以重新连接一个生物过程，以阻止或增强最初的功能。例如，抗癌剂中的生物活性小分子将与癌细胞中的蛋白质结合，以抑制其不受控制的生长。它们甚至可以欺骗癌细胞进入程序性细胞死亡。

　　挑战在于，并不总是清楚哪些蛋白质是目标，或者是否有其他蛋白质可能会导致不必要的副作用。使用一种称为光亲和标记的技术，研究人员可以将光照射到目标蛋白质上，并立即标记它们，捕获和识别它们。然而，光亲和标记需要大量的时间和资源来开发特定的标签，确保其附着在细胞中正确的靶标上，然后纯化标记的靶蛋白。

　　樱井说:“光亲和标记是发现小分子靶蛋白的有力方法。”“然而，它的常规使用受到几个问题的阻碍，包括效率低下的蛋白质标记和随后的纯化，以及将生物活性小分子制成合适探针的技术困难。”

　　Sakurai的团队先前提供了一个解决第一个问题的方案，他们使用金纳米颗粒作为模块化支架，可以在其上设计特定的探针。在最近的论文中，他们专注于开发一步制备过程。

　　由于金纳米颗粒具有可以容纳模块化部件的表面，研究人员可以通过简单地混合构建块来有效地构建定制组件，根据论文合著者，TUAT生物技术和生命科学系研究生Kanna Mori的说法。

　　Mori说:“光亲和探针可以很容易地从探针前体中获得，用三种类型的构建块预组装，每种构建块包含一个可点击的基团、一个光反应基团和一个水溶性间隔基团，然后通过'点击化学'快速结合感兴趣的小分子。”

　　这种合成的小分子，即使在与纳米粒子结合之后，也会表现出与蛋白质自然结合的亲本分子的行为，光反应基团会对激活探针的紫外光照射产生反应。一旦被激活，探针可以捕获并分离目标蛋白。

　　Sakurai说:“我们证明了可点击的光亲和探针前体将为不同类型的生物活性小分子的光亲和探针提供快速通道，以识别其目标蛋白质。”

　　接下来，研究人员计划探索金纳米颗粒探针在活细胞靶标识别研究中的应用，将他们的工作扩展到生理条件的因素。他们还计划在金纳米颗粒中引入复杂的天然产物和一些药物，以开始识别它们未知的目标蛋白质。