低分子化合物のタンパク質標的予測と検証

要約

ここで使用した実験は、低分子とタンパク質標的の間の相互作用を予測および検証するために、細胞の熱シフトアッセイと組み合わせた分子ドッキングの方法を示しています。

要約

タンパク質は人間の生理学の基礎であり、その標的は研究や医薬品開発において非常に重要です。重要なタンパク質標的の同定と検証は、医薬品開発に不可欠なものとなっています。分子ドッキングは、特に薬物とタンパク質の標的相互作用の文脈で、タンパク質-リガンド結合を研究するために広く利用されている計算ツールです。結合の実験的検証、および薬物とその標的の結合に直接アクセスするために、細胞熱シフトアッセイ(CETSA)法が使用されます。この研究は、分子ドッキングをCETSAと統合して、薬物と重要なタンパク質標的との間の相互作用を予測および検証することを目的としていました。具体的には、分子ドッキング解析により、キサンタチンとKeap1タンパク質の相互作用とその結合様式を予測し、CETSAアッセイを用いて相互作用を検証しました。その結果、キサンタチンがKeap1タンパク質の特定のアミノ酸残基と水素結合を確立でき、Keap1タンパク質の熱安定性を低下させることが示され、キサンタチンがKeap1タンパク質と直接相互作用できることが示されました。

概要

タンパク質は生体において非常に重要な高分子であり、膜組成、細胞骨格形成、酵素活性、輸送、細胞シグナル伝達、細胞内および細胞外メカニズムへの関与など、細胞内で多様な固有の機能を持っています^1,2,3。タンパク質は、主に他のタンパク質、核酸、低分子配位子、金属イオンなど、さまざまな分子との特異的な相互作用を通じて生物学的機能を示します^1,4。リガンドは、生物のタンパク質に特異的に結合する低分子化合物です。タンパク質とリガンドの間の相互作用は、結合部位と呼ばれるタンパク質の特定の部位で発生し、結合ポケット⁵としても知られています。医薬品化学の研究では、医薬品の標的となる疾患と明らかに関連している重要なタンパク質を特定することに焦点が当てられています⁶。したがって、タンパク質とリガンドの間の結合部位を深く理解することは、創薬、設計、および研究を促進する上で最も重要である^7,8。

プロトコル

1. キサンタチンとKeapの構造のダウンロード1

1. PubChemデータベース(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)を開き、キサンタチン(低分子)を入力し、[検索 ]を押して [最初の結果]をクリックします。 Download をクリックし、2D structureの下の Save をクリックして、コンパウンドを.sdf形式で保存します。
2. タンパク質の結晶構造をダウンロードしてください。
   1. UniProtデータベース(https://www.uniprot.org/)を開き、Keap1と入力して[検索]をクリックします。左側の列の[一般的な生物]の下にある [人間 ]をクリックし、右側の列の [Q14145という名前の最初のエントリ ]をクリックします。
   2. 左の列の関数の下にある Structure をクリックし、PDB ID:2FLUのストラクチャを探して、 RCSB-PDBをクリックします。 Download Files をクリックし、 PD....

ディスカッション

疾患標的の同定と医薬品の発見および開発は密接に関連しています²⁷。特定の標的を正確に標的とすることにより、特定の疾患をより効果的に治療すると同時に、薬物に関連する副作用を最小限に抑えるための薬剤候補を開発することができます^28,29。最も一般的に使用される標的はタンパク質標的^である30。し?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.45 μm Polyvinylidene fluoride membrane	Millipore	PR05509
Anhydrous ethanol	Chron chemicals	64-17-5
Bovine serum albumin	BioFroxx	4240GR100
Broad-spectrum protease inhibitor mixtures	Boster Biological Technology Co., Ltd	AR1193
DMSO	Boster Biological Technology Co., Ltd	PYG0040
Enhanced chemiluminescence reagent	Beyotime Biotechnology Co., Ltd	P0018S
GAPDH antibody	ProteinTech Group Co., Ltd	10494-1-AP
Gel Imaging Instrument	E-BLOT	Touch Imager Pro
Gradient PCR instrument	Biometra TADVANCED	Biometra Tadvanced 96SG
High-speed freezing centrifuge	Beckman Coulter	Allegra X-30R
Horseradish peroxidase-conjugated affiniPure goat antibody	ProteinTech Group Co., Ltd	SA00001-2
Isopropyl alcohol	Chron chemicals	67-63-0
Keap1 antibody	Zen BioScience Co., Ltd	R26935
Metal bath	Analytik Jena	TSC
Methanol	Chron chemicals	67-56-1
Ncmblot rapid transfer buffer (20×)	NCM Biotech Co., Ltd	WB4600
Omni-Easy OneStep PAGE gel fast preparation kie	Epizyme Biotech Co., Ltd	PG212
Phosphate buffer saline	Boster Biological Technology Co., Ltd	PYG0021
Prestained Color Protein Marker	Biosharp	BL741A
Protein Blotting Electrophoresis System	Bio-Rad	MiniPROTEANÒTetra Cell
RAW264.7 cell	Beyotime Biotechnology Co., Ltd	C7505
RAW264.7 cell-specific medium	Procell Life Science&Technology Co., Ltd	CM-0597
SDS-PAGE protein loading buffer	Boster Biological Technology Co., Ltd	AR1112-10
SDS-PAGE running buffer powder	Servicebio	G2018
Tris buffered saline powder	Servicebio	G0001
Tween 20	BioFroxx	1247ML100
Water bath	Memmert	WNE10
Water purifier	Millipore	Milli- IQ 7005
Xanthatin	ChemConst Biotechnology Co., Ltd	CONST210706