NMR-gebaseerde fragmentscreening in een minimale steekproef maar maximale automatiseringsmodus

Fragment-based screening (FBS) is een goed gevalideerd en geaccepteerd concept binnen het proces van geneesmiddelenontdekking, zowel in de academische wereld als in de industrie. Het grootste voordeel van NMR-gebaseerde fragmentscreening is het vermogen om niet alleen bindmiddelen van meer dan 7-8 ordes van grootte van affiniteit te detecteren, maar ook om de zuiverheid en chemische kwaliteit van de fragmenten te bewaken en zo hits van hoge kwaliteit en minimale valse positieven of valse negatieven te produceren. Een vereiste binnen de FBS is het uitvoeren van initiële en periodieke kwaliteitscontrole van de fragmentbibliotheek, het bepalen van de oplosbaarheid en chemische integriteit van de fragmenten in relevante buffers en het opzetten van meerdere bibliotheken om verschillende steigers te bedekken om verschillende macromolecuuldoelklassen (eiwitten / RNA / DNA) te huisvesten. Verder is een uitgebreide NMR-gebaseerde screeningsprotocoloptimalisatie met betrekking tot monsterhoeveelheden, snelheid van acquisitie en analyse op het niveau van biologische constructie / fragmentruimte, in conditieruimte (buffer, additieven, ionen, pH en temperatuur) en in ligandruimte (ligandanalogen, ligandconcentratie) vereist. Althans in de academische wereld zijn deze screeninginspanningen tot nu toe handmatig en op een zeer beperkte manier uitgevoerd, wat heeft geleid tot een beperkte beschikbaarheid van screeninginfrastructuur, niet alleen in het ontwikkelingsproces van geneesmiddelen, maar ook in de context van de ontwikkeling van chemische sondes. Om economisch aan de eisen te voldoen, worden geavanceerde workflows gepresenteerd. Ze maken gebruik van de nieuwste state-of-the-art geavanceerde hardware, waarmee de vloeistofmonsterverzameling op een geconditioneerde manier in de NMR-buizen kan worden gevuld. ¹H/¹⁹F NMR op ligand gebaseerde spectra worden vervolgens verzameld bij een bepaalde temperatuur. High-throughput sample changer (HT sample changer) kan meer dan 500 samples verwerken in temperatuurgecontroleerde blokken. Dit samen met geavanceerde softwaretools versnelt data-acquisitie en -analyse. Verder wordt de toepassing van screeningsroutines op eiwit- en RNA-monsters beschreven om bewust te worden van de gevestigde protocollen voor een brede gebruikersbasis in biomacromoleculair onderzoek.