在现代生命科学研究和药物研发领域解析小分子与蛋白质之间的作用关系是揭示化合物功能机制的重要基础。无论是人工合成药物、天然产物单体还是来源于代谢过程中的活性分子都需要通过有效的技术手段寻找对应作用靶点。随着研究需求不断提升小分子药物靶点筛选、靶点发现以及靶点鉴定技术也在持续发展。传统寻找药物靶点的技术主要围绕细胞体系中的蛋白捕获和药物响应变化展开。Pull-down结合质谱技术是应用较多的方法之一该技术通常需要对小分子进行标记处理使其能够作为捕获工具从细胞裂解液或组织样本中富集结合蛋白。随后通过质谱检测分析候选蛋白。由于实验环境接近生物体系该方法能够获得较丰富的信息但由于蛋白之间存在复杂相互作用筛选结果可能同时包含直接结合蛋白和间接关联蛋白。ABPP技术通过构建化学探针在细胞内对具有反应活性的蛋白进行标记可用于研究小分子与蛋白之间的关联。但该方法通常要求化合物具备适合探针设计的化学基础对于部分天然产物以及结构复杂的小分子而言实验开发过程可能受到限制。此外检测到的蛋白信号仍需要进一步判断是否属于真正直接作用靶点。DARTS和CETSA则属于非标记靶点筛选方法。DARTS利用药物结合造成蛋白结构变化使蛋白表现出不同程度的抗酶解能力CETSA通过检测药物影响后的蛋白热稳定性变化寻找候选结合蛋白。这些技术不需要对小分子进行化学修饰但由于依赖蛋白状态改变进行判断对于低丰度蛋白、弱结合蛋白或变化不明显的蛋白可能出现识别不足的问题。HuProt™蛋白质芯片采用体外直接结合检测模式为小分子药物靶点研究提供了另一种技术路线。HuProt™20K human proteome microarray即20K人类蛋白组芯片是基于大规模人源蛋白资源建立的蛋白质微阵列平台。该芯片表面固定超过21,000种高质量全长重组人源蛋白覆盖约81%的人类基因组ORF区。HuProt™20K human proteome microarray能够通过蛋白与化合物直接结合信号对潜在作用靶点进行筛选。在药物靶点筛选鉴定实验服务中研究人员通常采用生物素标记靶点蛋白筛选方式将待测化合物与芯片中的蛋白进行孵育并通过检测系统分析结合结果。由于芯片上的每种蛋白均以独立纯化形式固定实验过程中能够减少细胞环境中的复杂因素影响使筛选结果更加接近小分子与单一蛋白之间的直接物理结合关系。因此HuProt™ 人类蛋白组芯片适用于小分子药物靶标筛选、药物筛选靶蛋白分析以及化合物靶点鉴定研究。在天然产物研究领域寻找直接作用蛋白一直是机制解析的重要环节。许多天然活性成分具有明确生物效应但具体作用分子仍需要进一步确认。通过Huprot人类蛋白组芯片开展天然产物靶点筛选可以从较大范围蛋白资源中寻找候选结合对象为天然产物单体如何锁定靶点提供实验依据。在实际科研应用中达吉特依托20K人类蛋白组芯片开展人类蛋白组芯片检测服务帮助科研团队完成多类型化合物靶点鉴定项目并建立从以药找靶、靶点垂钓到机制验证的研究流程。相关成果发表于STTT、Mol Cancer、J. Hepatol、Gut、Exploration、Cell Mol Immunol、Circ Res、Nat Commun、Adv Sci、Cancer Commun、Theranostics、APSB、MedComm、Redox Biol、Clin Mol Hepatol、PNAS等国际学术期刊。例如上海交通大学孙宇教授团队通过HuProt™20K human proteome microarray研究二氢杨梅素作用机制在《Nature Communications》发表成果并筛选获得直接结合靶点PRDX2。南方医科大学何肖龙教授团队利用该技术研究肠道菌群代谢物NAM通过筛选确认AKT1为直接作用蛋白相关研究发表于《Gut》。这些科研案例说明蛋白质微阵列技术能够帮助研究人员从全蛋白组角度分析化合物作用关系为活性明确但机制未知的分子提供靶点研究方案。此外20K人类蛋白组芯片还能够提供持续的数据开发空间。由于一次实验可以获得多个候选结合蛋白科研人员可以根据不同研究方向开展后续实验实现筛选数据的多角度利用。例如成都中医药大学团队利用同一芯片筛选结果围绕芍药苷开展深入研究并在《Phytomedicine》等期刊发表成果分别揭示芍药苷靶向PTEN修复胃黏膜以及靶向GSDMD抑制细胞焦亡的相关机制。对于开展寻找药物靶点的技术研究、小分子药物靶点研究以及天然产物靶点鉴定技术探索的科研团队而言HuProt™20K human proteome microarray提供了一种系统化研究方法。通过直接结合筛选与后续功能验证相结合可以进一步提升靶点发现、靶点鉴定和靶点研究的完整性为药物研发和生命科学研究提供支持。达吉特20K人类蛋白组芯片服务案例Chen YJ, Shi RC, Xiang YC, et al. Malate initiates a proton-sensing pathway essential for pH regulation of inflammation.Signal Transduct Target Ther.2024;9(1):367. Published 2024 Dec 30. doi:10.1038/s41392-024-02076-9(陆军军医大学附属第一医院)IF40.8Hu M, Xu Y, Wang Y, et al. 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