이 연구는 중국 국립자연과학재단(National Natural Science Foundation of China, 82004031)과 쓰촨성 과학기술프로그램(Sichuan Science and Technology Program, 2022NSFSC1303)의 지원을 받았다. 웨스턴 블롯에 대한 도움을 주신 Chengdu University of Traditional Chinese Medicine의 Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy의 Jiayi Sun에게 큰 감사를 표합니다.

도킹 및 CETSA와의 Xanthatin-Keap1 상호 작용 검증

<ol>
	<li>Soleymani, F., Paquet, E., Viktor, H., Michalowski, W., Spinello, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-protein+interaction+prediction+with+deep+learning:+A+comprehensive+review.">Protein-protein interaction prediction with deep learning: A comprehensive review.</a> Computat Struct Biotechnol J. 20, 5316-5341 (2022).</li><li>Du, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+protein-ligand+interactions:+mechanisms,+models,+and+methods.">Insights into protein-ligand interactions: mechanisms, models, and methods.</a> Int J Mol Sci. 17 (2), 144 (2016).</li><li>Wu, Q., Peng, Z., Zhang, Y., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=COACH-D:+improved+protein-ligand+binding+sites+prediction+with+refined+ligand-binding+poses+through+molecular+docking.">COACH-D: improved protein-ligand binding sites prediction with refined ligand-binding poses through molecular docking.</a> Nucleic Acids Res. 46, W438-W442 (2018).</li><li>Zhang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PROBselect:+accurate+prediction+of+protein-binding+residues+from+proteins+sequences+via+dynamic+predictor+selection.">PROBselect: accurate prediction of protein-binding residues from proteins sequences via dynamic predictor selection.</a> Bioinfo. 36, i735-i744 (2020).</li><li>Kandel, J., Tayara, H., Chong, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PUResNet:+prediction+of+protein-ligand+binding+sites+using+deep+residual+neural+network.">PUResNet: prediction of protein-ligand binding sites using deep residual neural network.</a> J Cheminfo. 13 (1), 65 (2021).</li><li>Dhakal, A., Mckay, C., Tanner, J. J., Cheng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artificial+intelligence+in+the+prediction+of+protein-ligand+interactions:+recent+advances+and+future+directions.">Artificial intelligence in the prediction of protein-ligand interactions: recent advances and future directions.</a> Brief Bioinform. 23 (1), 476 (2022).</li><li>Hatty, C. R., Banati, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-ligand+and+membrane-ligand+interactions+in+pharmacology:+the+case+of+the+translocator+protein+(TSPO).">Protein-ligand and membrane-ligand interactions in pharmacology: the case of the translocator protein (TSPO).</a> Pharmacol Res. 100, 58-63 (2015).</li><li>Chaires, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calorimetry+and+thermodynamics+in+drug+design.">Calorimetry and thermodynamics in drug design.</a> Ann Rev Biophys. 37, 135-151 (2008).</li><li>Huang, S. Y., Zou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+and+challenges+in+protein-ligand+docking.">Advances and challenges in protein-ligand docking.</a> Int J Mo Sci. 11 (8), 3016-3034 (2010).</li><li>Li, J., Fu, A., Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+scoring+functions+used+for+protein-ligand+interactions+in+molecular+docking.">An overview of scoring functions used for protein-ligand interactions in molecular docking.</a> Interdiscip Sci. 11 (2), 320-328 (2019).</li><li>Crampon, K., Giorkallos, A., Deldossi, M., Baud, S., Steffenel, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machine-learning+methods+for+ligand-protein+molecular+docking.">Machine-learning methods for ligand-protein molecular docking.</a> Drug Discov Today. 27 (1), 151-164 (2022).</li><li>Pinzi, L., Rastelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+docking:+Shifting+paradigms+in+drug+discovery.">Molecular docking: Shifting paradigms in drug discovery.</a> Int J Mol Sci. 20 (18), 4331 (2019).</li><li>Abdolmaleki, A., Ghasemi, F., Ghasemi, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+drug+design+to+explore+cyclodextrin+therapeutics+and+biomedical+applications.">Computer-aided drug design to explore cyclodextrin therapeutics and biomedical applications.</a> Chem Biol Drug Des. 89 (2), 257-268 (2017).</li><li>Chen, G., Seukep, A. J., Guo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+molecular+docking+for+the+research+and+discovery+of+potential+marine+drugs.">Recent advances in molecular docking for the research and discovery of potential marine drugs.</a> Mar Drugs. 18 (11), 545 (2020).</li><li>Li, T., Guo, R., Zong, Q., Ling, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+molecular+docking+in+elaborating+molecular+mechanisms+and+interactions+of+supramolecular+cyclodextrin.">Application of molecular docking in elaborating molecular mechanisms and interactions of supramolecular cyclodextrin.</a> Carbohydr Polym. 276, 118644 (2022).</li><li>Martinez Molina, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+drug+target+engagement+in+cells+and+tissues+using+the+cellular+thermal+shift+assay.">Monitoring drug target engagement in cells and tissues using the cellular thermal shift assay.</a> Science. 341 (6141), 84-87 (2013).</li><li>Tu, Y., Tan, L., Tao, H., Li, Y., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CETSA+and+thermal+proteome+profiling+strategies+for+target+identification+and+drug+discovery+of+natural+products.">CETSA and thermal proteome profiling strategies for target identification and drug discovery of natural products.</a> Phytomedicine. 116, 154862 (2023).</li><li>Dai, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horizontal+cell+biology:+Monitoring+global+changes+of+protein+interaction+states+with+the+proteome-wide+cellular+thermal+shift+assay+(CETSA).">Horizontal cell biology: Monitoring global changes of protein interaction states with the proteome-wide cellular thermal shift assay (CETSA).</a> Annu Rev Biochem. 88, 383-408 (2019).</li><li>Lade, D. M., Nicoletti, R., Mersch, J., Agazie, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+synthesis+of+improved+active-site+SHP2+inhibitors+with+anti-breast+cancer+cell+effects.">Design and synthesis of improved active-site SHP2 inhibitors with anti-breast cancer cell effects.</a> Eur J Med Chem. 247, 115017 (2023).</li><li>Jiang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+chemical-structure+TPOR+agonist,+TMEA,+promotes+megakaryocytes+differentiation+and+thrombopoiesis+via+mTOR+and+ERK+signalings.">Novel chemical-structure TPOR agonist, TMEA, promotes megakaryocytes differentiation and thrombopoiesis via mTOR and ERK signalings.</a> Phytomedicine. 110, 154637 (2023).</li><li>Mateus, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+proteome+profiling+for+interrogating+protein+interactions.">Thermal proteome profiling for interrogating protein interactions.</a> Mol Syst Biol. 16 (3), 9232 (2020).</li><li>Sanchez, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+cellular+thermal+shift+assay+to+monitor+target+engagement.">Real-time cellular thermal shift assay to monitor target engagement.</a> ACS Chem Biol. 17 (9), 2471-2482 (2022).</li><li>Tolvanen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+advances+in+CETSA.">Current advances in CETSA.</a> Front Mol Biosci. 9, 866764 (2022).</li><li>Liu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xanthatin+inhibits+STAT3+and+NF-&#954;B+signalling+by+covalently+binding+to+JAK+and+IKK+kinases.">Xanthatin inhibits STAT3 and NF-&#954;B signalling by covalently binding to JAK and IKK kinases.</a> J Cell Mol Med. 23 (6), 4301-4312 (2019).</li><li>Liu, Y., Chen, W., Zheng, F., Yu, H., Wei, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xanthatin+alleviates+LPS-Induced+inflammatory+response+in+RAW264.7+macrophages+by+Inhibiting+NF-&#954;B,+MAPK+and+STATs+activation.">Xanthatin alleviates LPS-Induced inflammatory response in RAW264.7 macrophages by Inhibiting NF-&#954;B, MAPK and STATs activation.</a> Molecules. 27 (14), 4603 (2022).</li><li>Dinkova-Kostova, A. T., Kostov, R. V., Canning, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keap1,+the+cysteine-based+mammalian+intracellular+sensor+for+electrophiles+and+oxidants.">Keap1, the cysteine-based mammalian intracellular sensor for electrophiles and oxidants.</a> Arch Biochem Biophys. 617, 84-93 (2017).</li><li>Tabana, Y., Babu, D., Fahlman, R., Siraki, A. G., Barakat, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target+identification+of+small+molecules:+An+overview+of+the+current+applications+in+drug+discovery.">Target identification of small molecules: An overview of the current applications in drug discovery.</a> BMC Biotechnol. 23 (1), 44 (2023).</li><li>Schenone, M., Dan&#269;&#237;k, V., Wagner, B. K., Clemons, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target+identification+and+mechanism+of+action+in+chemical+biology+and+drug+discovery.">Target identification and mechanism of action in chemical biology and drug discovery.</a> Nat Chem Biol. 9 (4), 232-240 (2013).</li><li>Hughes, J. P., Rees, S., Kalindjian, S. B., Philpott, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+early+drug+discovery.">Principles of early drug discovery.</a> Br J Pharmacol. 162 (6), 1239-1249 (2011).</li><li>Chakraborty, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SARS-CoV-2+protein+drug+targets+landscape:+A+potential+pharmacological+insight+view+for+the+new+drug+development.">SARS-CoV-2 protein drug targets landscape: A potential pharmacological insight view for the new drug development.</a> Expert Rev Clin Pharmacol. 14 (2), 225-238 (2021).</li><li>Ziegler, S., Pries, V., Hedberg, C., Waldmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target+identification+for+small+bioactive+molecules:+Finding+the+needle+in+the+haystack.">Target identification for small bioactive molecules: Finding the needle in the haystack.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 52 (10), 2744-2792 (2013).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+effective+identification+of+drug+targets+at+the+proteome+level+by+pH-dependent+protein+precipitation.">Highly effective identification of drug targets at the proteome level by pH-dependent protein precipitation.</a> Chem Sci. 13 (42), 12403-12418 (2022).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+thermal+proteome+profiling+approach+to+screen+protein+targets+of+a+ligand.">A simplified thermal proteome profiling approach to screen protein targets of a ligand.</a> Proteomics. 20, 1900372 (2020).</li><li>Hou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salidroside+intensifies+mitochondrial+function+of+CoCl2-damaged+HT22+cells+by+stimulating+PI3K-AKT-MAPK+signaling+pathway.">Salidroside intensifies mitochondrial function of CoCl2-damaged HT22 cells by stimulating PI3K-AKT-MAPK signaling pathway.</a> Phytomedicine. 109, 154568 (2022).</li><li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salidroside,+a+phenyl+ethanol+glycoside+from+Rhodiolacrenulata,+orchestrates+hypoxic+mitochondrial+dynamics+homeostasis+by+stimulating+Sirt1/p53/Drp1+signaling.">Salidroside, a phenyl ethanol glycoside from Rhodiolacrenulata, orchestrates hypoxic mitochondrial dynamics homeostasis by stimulating Sirt1/p53/Drp1 signaling.</a> J Ethnopharmacol. 293, 115278 (2022).</li></ol>

저자는 밝힐 것이 없습니다.

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?...

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 가장 중요합니다 7,8.
분자 도킹은 단백질-리간드 결합을 연구하는 데 널리 사용되는 계산 도구로, 단백질과 리간드의 3차원 구조를 사용하여 안정적인 복합체를 형성할 때 주요 결합 모드와 친화도를 탐색합니다 9,10,11. 분자 도킹 기술의 적용은 1970년대에 시작되었습니다. lock and key pairing 원리를 기반으로 분자 도킹 소프트웨어의 알고리즘을 활용하여 도킹 결과를 분석하여 화합물과 분자 타겟 간의 상호 작용을 결정할 수 있습니다. 이 접근법을 통해 화합물과 표적 분자 모두에 대한 활성 결합 부위를 예측할 수 있습니다. 결과적으로, 이는 리간드-수용체 상호 작용에 대한 최적의 결합 구조(여기서는 결합 모델이라고 함)의 식별을 용이하게 하며, 이는 이러한 분자 결합 12,13,14,15의 역학을 이해하는 데 중요합니다. 분자 도킹은 리간드-수용체 상호 작용에 대한 귀중한 컴퓨터 기반 예측을 제공하지만, 이는 예비 결과라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 따라서 이러한 상호 작용을 확인하기 위해 추가 실험적 검증이 필수적입니다.
2013년 Pär Nordlund의 연구팀이 처음 제안한 세포 열 이동 분석(CETSA)은 약물-표적 단백질 상호 작용을 검증하는 방법 역할을 합니다. 이 기술은 약물 결합에 의해 유도된 표적 단백질의 열적 안정성을 특이적으로 테스트하여 분자 상호 작용을 확인하기 위한 실용적인 접근 방식을 제공합니다 16,17,18. 이 접근법은 리간드 결합이 표적 단백질 내에서 열 이동을 시작한다는 기본 원리를 기반으로 하며 세포 용해물, 온전한 살아있는 세포 및 조직19,20을 포함한 광범위한 생물학적 샘플에 적용할 수 있습니다. CETSA는 리간드 결합으로 인한 단백질의 열역학적 안정화를 감지하고 관찰된 표현형 반응을 표적 화합물21,22에 연결하여 원형(intact) 세포에서 소분자의 직접적인 표적 결합을 지원합니다. CETSA에서 파생된 다양한 방법론 중 WB-CETSA(Western Blot-CETSA)는 고전적인 접근 방식으로 간주됩니다. CETSA 방법을 사용한 시료 전처리 후 웨스턴 블롯 분석을 사용하여 표적 단백질의 열적 안정성 변화를 감지합니다. 이를 통해 세포 시스템 내에서 약물-단백질 상호 작용을 정확하게 결정할 수 있습니다17,23.
Xanthatin은 비강염 및 관절염과 같은 질병을 치료하기 위해 중국 전통 의학에서 사용되어 온 항염증제와 같은 특성을 가진 식물 Xanthium L.에서 분리된 생체 활성 화합물입니다24,25. 켈치 유사 ECH 관련 단백질 1(Keap1)은 Cullin3 기반 Cullin-RING E3 유비퀴틴 리가아제 다중 서브유닛 단백질 복합체의 구성 요소이며 세포 내 산화 환원 항상성의 중요한 조절자이며, 이는 세포 내 산화 환원 상태26을 조절하여 염증 반응의 강도와 지속 기간에 영향을 미칩니다. 이 연구에서는 먼저 분자 도킹을 활용하여 xanthatin(소분자)과 Keap1 단백질 간의 상호 작용을 조사하여 결합 모드를 예측하는 것을 목표로 했습니다. 그 후, CETSA 방법을 사용하여 Keap1 단백질의 열적 안정성에 대한 xanthatin의 영향을 평가함으로써 이러한 상호 작용을 검증했습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.45 &#956;m Polyvinylidene fluoride membrane</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>PR05509</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous ethanol</td>
			<td>Chron chemicals</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>BioFroxx</td>
			<td>4240GR100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Broad-spectrum protease inhibitor mixtures</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>AR1193</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>PYG0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enhanced chemiluminescence reagent</td>
			<td>Beyotime Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>P0018S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAPDH antibody</td>
			<td>ProteinTech Group Co., Ltd</td>
			<td>10494-1-AP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Imaging Instrument</td>
			<td>E-BLOT</td>
			<td>Touch Imager Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gradient PCR instrument</td>
			<td>Biometra TADVANCED</td>
			<td>Biometra Tadvanced 96SG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed freezing centrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>Allegra X-30R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horseradish peroxidase-conjugated affiniPure goat antibody</td>
			<td>ProteinTech Group Co., Ltd</td>
			<td>SA00001-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol&#160;</td>
			<td>Chron chemicals</td>
			<td>67-63-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keap1 antibody</td>
			<td>Zen BioScience Co., Ltd</td>
			<td>R26935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal bath</td>
			<td>Analytik Jena</td>
			<td>TSC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Chron chemicals</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ncmblot rapid transfer buffer (20&#215;)</td>
			<td>NCM Biotech Co., Ltd</td>
			<td>WB4600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omni-Easy OneStep PAGE gel fast preparation kie</td>
			<td>Epizyme Biotech Co., Ltd</td>
			<td>PG212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffer saline</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>PYG0021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prestained Color Protein Marker</td>
			<td>Biosharp&#160;</td>
			<td>BL741A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein Blotting Electrophoresis System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>MiniPROTEAN&#210;Tetra Cell</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RAW264.7 cell</td>
			<td>Beyotime Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>C7505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RAW264.7 cell-specific medium</td>
			<td>Procell Life Science&#38;Technology Co., Ltd</td>
			<td>CM-0597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS-PAGE protein loading buffer</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>AR1112-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS-PAGE running buffer powder</td>
			<td>Servicebio</td>
			<td>G2018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris buffered saline powder</td>
			<td>Servicebio</td>
			<td>G0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>BioFroxx</td>
			<td>1247ML100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>WNE10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water purifier</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>Milli- IQ 7005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xanthatin</td>
			<td>ChemConst Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>CONST210706</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protein target prediction and validation of small molecule compound

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.

Proteins are highly important macromolecules in living organisms and possess a diverse range of unique functions within cells, such as membrane composition, cytoskeleton formation, enzyme activity, transportation, cell signaling, and involvement in both intracellular and extracellular mechanisms1,2,3. Proteins manifest their biological functions primarily through specific interactions with a variety of molecules, including other proteins, nucleic acids, small molecule ligands, and metal ions1,4. Ligands are small molecular compounds that specifically bind to proteins in an organism. The interaction between proteins and ligands occurs at specific sites on the protein, called the binding sites, also known as the binding pockets5. In medicinal chemistry research, the focus lies in identifying key proteins that are clearly associated with diseases, which serve as targets for drugs6. Therefore, gaining a deep understanding of the binding sites between proteins and ligands is of utmost importance in promoting drug discovery, design, and research7,8.
Molecular docking is a widely used computational tool for studying protein-ligand binding, which employs the three-dimensional structures of proteins and ligands to explore their primary binding modes and affinities when forming stable complexes9,10,11. The application of molecular docking technology originated in the 1970s. Based on the lock and key pairing principle and utilizing the algorithms of molecular docking software, one can determine the interaction between compounds and molecular targets by analyzing docking results. This approach enables the prediction of active binding sites for both the compound and the target molecule. Consequently, it facilitates the identification of an optimal binding conformation (here called the binding model) for ligand-receptor interactions, which is crucial for understanding the mechanics of these molecular engagements12,13,14,15. While molecular docking provides valuable computer-based predictions of ligand-receptor interactions, it is important to note that these are preliminary findings. Consequently, further experimental verification is essential to confirm these interactions.
The cellular thermal shift assay (CETSA), initially proposed by P&#228;r Nordlund&#39;s research team in 2013, serves as a method for validating drug-target protein interactions. This technique specifically tests the thermal stability of target proteins induced by drug binding, providing a practical approach for confirming molecular interactions16,17,18. This approach is based on the fundamental principle that ligand binding initiates a thermal shift within target proteins and is applicable to a wide array of biological samples, including cell lysates, intact living cells, and tissues19,20. CETSA supports direct target engagement of small molecules in intact cells by detecting thermodynamic stabilization of proteins due to ligand binding and linking the observed phenotypic response to the target compound21,22. Among the various methodologies derived from CETSA, Western Blot-CETSA (WB-CETSA) is considered a classical approach. Following sample preparation using the CETSA method, western blot analysis is utilized to detect alterations in the thermal stability of the target protein. This allows for the precise determination of drug-protein interactions within cellular systems17,23.
Xanthatin is a bioactive compound isolated from the plant Xanthium L. with properties such as anti-inflammatory, which has been used in traditional Chinese medicine to treat diseases like nasal sinusitis and arthritis24,25. The kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) is a component of the Cullin3-based Cullin-RING E3 ubiquitin ligase multi-subunit protein complex and an important regulator of intracellular redox homeostasis, which influences the intensity and duration of the inflammatory response by modulating the intracellular redox state26. In this study, we first utilized molecular docking to investigate the interaction between xanthatin (small molecule) and Keap1 protein, aiming to predict their binding mode. Subsequently, we employed the CETSA method to validate this interaction by assessing the impact of xanthatin on the thermal stability of the Keap1 protein.

저자 스포트라이트: Streamlining Protein Target Prediction and Validation via Molecular Docking and CETSA

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

Our research focuses on protein targets, prediction and validation of small molecular compounds. The experiment used here shows a method of molecular docking combined with similar thermal shift assay to predict and validate the interaction between small molecules and protein targets. These steps of CETSA are complicated and any steps errors during the operation can have a great impact on the results.Our protocol combines prediction with verification, effectively reducing both time consumption and economic costs. Furthermore, the experimental instruments and materials are easy to opt in. Finally, the CETSA samples are easy to prepare in test, which ensures the producibility of the samples.

분자 도킹 분석은 xanthatin과 Keap1 단백질 사이의 상호 작용을 예측했습니다. 그림 2 는 Klead1 단백질의 잔기인 크산토틴과 아미노산 잔기 Gly-367 및 Val-606 사이의 수소 결합 형성을 보여주며, 수소 결합 길이는 Gly-367의 경우 2.17Å, Val-606의 경우 2.13Å입니다. 또한, -5.69 kcal/mol의 계산된 도킹 점수는 잔타틴과 Keap1 단백질 사이의 결합 친화도가 양호함을 의미합니다.
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여기에 사용된 실험은 소분자와 단백질 표적 간의 상호 작용을 예측하고 검증하기 위해 세포 열 이동 분석과 결합된 분자 도킹 방법을 보여줍니다.

Proteins are fundamental to human physiology, with their targets being crucial in research and drug development. The identification and validation of ...

당사의 연구는 단백질 표적, 저분자 화합물의 예측 및 검증에 중점을 둡니다. 여기에 사용된 실험은 소분자와 단백질 표적 간의 상호 작용을 예측하고 검증하기 위해 유사한 열 이동 분석과 결합된 분자 도킹 방법을 보여줍니다. CETSA의 이러한 단계는 복잡하며 작업 중 단계 오류는 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.우리의 프로토콜은 예측과 검증을 결합하여 시간 소비와 경제적 비용을 효과적으로 줄입니다. 또한 실험 도구 및 재료는 쉽게 선택할 수 있습니다. 마지막으로, CETSA 샘플은 테스트에서 쉽게 준비할 수 있어 샘플의 생산성을 보장합니다.

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Protein Target Prediction and Validation of Small Molecule Compound

1.4K 조회수.  Chengdu University of Traditional Chinese Medicine. 당사의 연구는 단백질 표적, 저분자 화합물의 예측 및 검증에 중점을 둡니다. 여기에 사용된 실험은 소분자와 단백질 표적 간의 상호 작용을 예측하고 검증하기 위해 유사한 열 이동 분석과 결합된 분자 도킹 방법을 보여줍니다. CETSA의 이러한 단계는 복잡하며 작업 중 단계 오류는 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.우리의 프로토콜은 예측과 검증을 결합하여 시간 소?...