基于表面等离子体共振 (SPR) 的抑制剂筛选 是一种强大的生物物理技术,广泛应用于药物发现的早期阶段(Hit
Identification)和先导化合物优化(Lead Optimization)。
与传统的生化酶活实验(如荧光、发光法)不同,SPR 直接检测分子间的结合事件,无需标记,能提供实时的结合动力学数据 (
kon,koffkon,koff ) 和亲和力 ( KDKD ),并能有效区分特异性结合与非特异性结合。
主要筛选模式 (Screening Modes)
根据通量和目的不同,SPR 筛选主要分为三种模式:
1. 直接结合筛选 (Direct Binding Screen)
原理:将靶蛋白固定在芯片上,依次流过化合物库中的小分子。
适用:片段筛选、中等通量筛选 (几百到几千个化合物)。
流程:
固定靶蛋白。
注入单浓度化合物(通常为高浓度,如 100 μμ M - 1 mM,取决于溶解度)。
观察响应信号 (RU)。超过阈值(如 > 3-5 RU 或 > 3倍标准差)的视为 Hit。
对 Hit 进行浓度梯度测试以测定 KDKD 。
优点:直观,直接发现结合分子。
缺点:通量相对较低;需排除非特异性结合(疏水性化合物易吸附)。
2. 竞争结合筛选 (Competition / Displacement Screen) —— 常用的高效筛选模式
原理:利用一个已知的高亲和力参考配体(Reference Ligand),检测待测化合物是否能竞争性地抑制参考配体的结合。
适用:针对特定活性位点的筛选、验证已知结合位点的抑制剂、高通量二级筛选。
流程 (Sandwich 或 Pre-mix 模式):
模式 A (预混合):将化合物与参考配体混合后注入蛋白芯片。若化合物是抑制剂,参考配体的结合信号会下降。
模式 B
(三明治/顺序注入):先注入化合物,不清洗(或快速清洗),紧接着注入参考配体。若化合物占据了结合位点,参考配体的结合信号会降低或消失。
优点:
高灵敏度:即使小分子本身信号弱,也能通过参考配体信号的显著变化检测出来。
位点特异性:只筛选针对参考配体结合位点(通常是活性中心)的抑制剂,自动过滤掉结合在别处的非特异性分子。
高通量:适合自动化运行。
3. 表位/位点作图 (Epitope/Site Mapping)
原理:确定抑制剂结合在蛋白的哪个区域(是否与底物竞争,是否为变构位点)。
方法:类似竞争筛选,但使用不同的已知配体(如底物类似物、抗体、变构调节剂)作为探针,看抑制剂是否影响它们的结合。
来源:网络