药物筛选新技术的应用
化合物CH248 化合物557 化合物1724 化合物1087 化合物1231 化合物1019 化合物1052
520 575 475 399 412 418 434
(二)细胞水平的高通量筛选
G蛋白偶联受体 药物研究:30%的药物靶标是G蛋白偶联受体家族成员 人类D4.4(多巴胺受体的一类)
在HEK-298细胞系中稳定共表达
一.药物筛选的一般流程
1 药物靶点的选择
2 药物筛选 靶标
测定方法
二.药物筛选在新药研究中的地位
在药物筛选方面已经积累了丰富的经验,达到令人满意的水平
选用不同方法筛选药物上仍有弊端,需多方面综合考虑
三.药物筛选平台
动物实验
传统的药理学研究
现代药物筛选方法
(一)分子水平药物筛选
最大特点:药物作用靶点明确
分类:根据检测方法的不同 一.均相筛选方法 二.根据药物与靶蛋白亲和性筛选化合物 三.固定化靶分子的筛选方法 四.其他方法物筛选 1.酵母双杂交系统
2.哺乳动物细胞系统
二.动物水平的药物筛选
(三)高通量筛选 高通量筛选的基本条件
1.药物靶点
2.分子或细胞水平的高特异性体外筛选模型
1%琼脂糖凝胶
细胞凝胶 厚度0.75 mm
电荷偶联呈像系统呈像
激发波长480 nm 发射波长520 nm 获取图像
2.传统的基于荧光呈像平板计数法 (fluorometric imaging plate reader, FLIPR)
共表达D、G的细胞
FLIPR 激发波长480 nm 发射波长520 nm
实验条件:
BIACORE S51系列传感器芯片CM5 凝血酶抑制剂 碳酸酐酶抑制剂 偶联试剂:N-乙基-N'-二甲基-氨丙基-碳二酰亚氨 (N-ethyl-N'-dimethylaminopropylcarbodiimide, EDC) N-羟基琥珀酰亚氨 (N-hydroxysuccinimide, NHS) 乙醇胺 (ethanolamine) 工作缓冲液:10 mM PBS buffer, pH7.4, 含2%/5% DMSO和0.005% P20 洗涤溶液:50% DMSO, 含0.01% P20 再生溶液:4 M MgCl2/10 mM NaOH
3.待筛样品库 4.自动化操作系统
5.高灵敏度检测系统
6.数据采集传输处理系统
高通量筛选涉及的技术
1.组合化学合成和组合生物合成技术 2.计算机技术 样品管理、操作过程的控制、筛选结果的分析和处理 3.生物芯片技术
基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片、组织芯片
四.药物筛选实例
(一)分子水平的高通量筛选
BIACORE S51 主要用途:快速单一浓度筛选 小分子与靶标分子相互作用动力学分析 详细的靶标和位点特异性研究 早期体外的ADME研究 基于SAR/QSAR先导化合物优化的动力学研究
药物筛选的概念和特点
药物筛选
虚拟筛选
利用计算机强大的计算能力,采用三维药效基团模型搜寻或分子对 接的方法,在化合物数据库中寻找可能的活性化合物。
高通量筛选
是基于药物作用靶点在分子、细胞水平上进行的药物活性的自动 化大规模筛选过程,主要依赖于含有大量化合物的样品库、计算 机控制的自动操作系统和微量灵敏的生物反应及检测系统 。
嵌合G蛋白(Gqo5)
磷脂酶C和细胞内Ca2+释放结合起来
1.细胞水平微阵列化合物筛选平台 (cell-based microarrayed compound screening format, ARCS)
筛选化合物:260,000个 筛选过程: 共表达D、G的细胞 fluo-4
细胞密度(8-10)×106个/mL
凝血酶和碳酸酐酶的阳性化合物
凝血酶抑制剂 Inogatran 阿加曲班 (argatroban) 美拉加群 (melagatran) 相对分子质量 439 582 429 碳酸酐酶抑制剂 柳氮磺胺吡啶 (sulfasalazine) 磺胺 (sulfanilamide) 4-羧基苯磺酰胺 (4-carboxybenzenesulfanamide, CBSA) 双氢氯噻嗪 (hydrochlorothiazide) 呋塞米 (furosemide) 偶氮磺酰胺 (azosulfamide) 相对分子质量 398 172 201 298 331 542
检测荧光值
ARCS和FLIPR方法比较
ARCS模式筛选多巴胺激动剂灵敏,重复性好,可发现新的多巴胺激 动剂
从ARCS初筛得到的hits用传统的FLIPR方法验证,重复性好,表明 ARCS对于排除假阳性化合物是非常好的方法
在用ARCS筛选的800多个hits中,50%的hits是儿茶酚类似物,剩下的 hits中,80%的化合物是对多巴胺受体特异性的,属不同结构类型