Protein Target Prediction and Validation of Small Molecule Compound(단백질 표적 예측 및 저분자 화합물의 검증)

요약

여기에 사용된 실험은 소분자와 단백질 표적 간의 상호 작용을 예측하고 검증하기 위해 세포 열 이동 분석과 결합된 분자 도킹 방법을 보여줍니다.

초록

단백질은 인간 생리학의 근간을 이루며, 단백질의 표적은 연구 및 약물 개발에 매우 중요합니다. 중요한 단백질 표적의 식별 및 검증은 약물 개발의 필수 요소가 되었습니다. 분자 도킹은 특히 약물 및 단백질 표적 상호 작용의 맥락에서 단백질-리간드 결합을 조사하는 데 널리 사용되는 계산 도구입니다. 결합의 실험적 검증을 위해 약물과 표적의 결합에 직접 접근하기 위해 세포 열 이동 분석(CETSA) 방법이 사용됩니다. 이 연구는 분자 도킹을 CETSA와 통합하여 약물과 필수 단백질 표적 간의 상호 작용을 예측하고 검증하는 것을 목표로 했습니다. 구체적으로, 분자 도킹 분석을 통해 xanthatin과 Keap1 단백질의 상호작용 및 결합 모드를 예측한 후 CETSA assay를 이용하여 상호작용을 검증하였습니다. 우리의 결과는 xanthatin이 Keap1 단백질의 특정 아미노산 잔기와 수소 결합을 형성하고 Keap1 단백질의 열안정성을 감소시킬 수 있음을 보여주었으며, 이는 xanthatin이 Keap1 단백질과 직접 상호 작용할 수 있음을 나타냅니다.

서문

단백질은 살아있는 유기체에서 매우 중요한 거대분자이며 막 구성, 세포골격 형성, 효소 활성, 수송, 세포 신호 전달, 세포 내 및 세포 외 메커니즘에 대한 관여와 같은 세포 내에서 다양한 고유 기능을 가지고 있습니다 ^1,2,3. 단백질은 주로 다른 단백질, 핵산, 소분자 리간드 및 금속 이온 ^1,4을 포함한 다양한 분자와의 특정 상호 작용을 통해 생물학적 기능을 나타냅니다. 리간드는 유기체의 단백질에 특이적으로 결합하는 작은 분자 화합물입니다. 단백질과 리간드 사이의 상호작용은 결합 부위(binding site)라고 불리는 단백질의 특정 부위에서 발생하며, 이는 결합 포켓(binding pocket)이라고도 한다⁵. 의약화화학 연구에서 초점은 약물의 표적 역할을 하는 질병과 명확하게 연관된 핵심 단백질을 식별하는 데 있다⁶. 따라서 단백질과 리간드 사이의 결합 부위에 대한 깊은 이해를 얻는 것은 약물 발견, 설계 및 연구를 촉진하는 데 가....

프로토콜

1. xanthatin 및 Keap1의 구조 다운로드

1. PubChem 데이터베이스(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)를 열고 xanthatin(소분자)을 입력한 다음 검색을 누르고 첫 번째 결과를 클릭합니다. Download( 다운로드 )를 클릭하고 2D structure(2D structure)에서 Save(저장 )를 클릭하여 화합물을 .sdf 형식으로 저장합니다.
2. 단백질의 결정 구조를 다운로드합니다.
   1. UniProt 데이터베이스(https://www.uniprot.org/)를 열고 Keap1을 입력한 다음 검색을 클릭합니다. 왼쪽 열의 인기 있는 유기체 아래에서 인간 을 클릭한 다음 오른쪽 열에서 Q14145라는 첫 번째 항목을 클릭합니다.
   2. 왼쪽 열의 함수 아래에 있는 구조를 클릭하고 PDB ID가 2FLU인 구조를 찾은 다음 RCSB-PDB를 클릭합니다. Download Files(파....

토론

질병 표적의 식별과 약물의 발견 및 개발은 밀접하게 상호 연결되어 있습니다²⁷. 특정 표적을 정확하게 표적으로 함으로써, 약물 후보는 약물과 관련된 부작용을 최소화하면서 동시에 특정 질병을 보다 효과적으로 치료하도록 개발될 수 있다^(28,29). 가장 일반적으로 사용되는 표적은 단백질 표적³⁰입니다. 그러나, 특?.......

자료

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