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【新产品】小分子芯片
时间:2018-08-23 10:17:58
    小分子芯片(SMM)是用于小分子探针发现的成熟工具,并且正迅速成为高通量蛋白质组学分析的强大平台。有机化合物、天然产物、多肽和碳水化合物等都可以使用表面化学物质固定在SMM载玻片上,并且可以将各种生物分子与SMM一起孵育,包括纯化的蛋白质、细胞裂解物、抗体、核糖核酸甚至活细胞。

博翀小分子芯片简介
 

 

小分子芯片筛选流程

>3,000种小分子种类



抑制剂或促进剂筛选应用
1. 纯化蛋白的筛选
    结合膜受体的细胞外蛋白通常在肿瘤发生中起关键作用,如血管内皮生长因子(VEGF)的过表达可以促进肿瘤增殖和存活,并且破坏VEGF-激酶结构域受体(KDR)相互作用,但这类蛋白质的小分子抑制剂非常难找。Landry等使用SMM筛选以鉴定VEGF-KDR结合的抑制剂,筛选了来自国家癌症研究所的7,961种化合物,发现12种VEGF-KDR(VEGFR2)相互作用抑制剂。
 

图1. 基于芯片的检测平台
(a)VEGF与SMM结合,产生VEGF配体作为抑制剂候选物;(b)KDR与SMM的结合,然后与VEGF一起温育,揭示了捕获KDR并且仍然保持其与随后的VEGF的反应性的KDR配体。 (c)VEGF和VEGF配体的混合物与(b)中鉴定的KDR配体,进而抑制VEGF-KDR相互作用。
 
2. 细胞裂解物筛选
    使用SMM筛选来自RIKEN Natural Products Repository的> 20,000种化合物,用于结合位于细胞裂解物中的pirin。将芯片与过量表达DsRed或DsRed融合的pirin的HEK293T细胞裂解物一起温育,并检测结合物的荧光读数。通过ITC评估SMM阳性三苯基化合物A(TPhA),发现其与pirin高亲和力结合,后续实验证明TPh A可抑制pirin与Bcl3的结合,而且在TPh A处理条件下,黑色素瘤细胞迁移受到抑制。
3. 活细胞
    李等人开发了一个SMM平台,用于识别与活病原菌表面结合的小分子。使用PEGlinker将小分子固定在胺反应性功能化微阵列载玻片上,在用荧光团染色的活细菌细胞孵育后,将小分子的亲和力和特异性评估为具有不同波长荧光团的四种不同细菌染色,用于四通道成像。 该研究描述了开发新类抗生素的新平台,并提供了将活细胞应用于SMM的原理验证。



图2.基于微阵列的活细菌高通量筛选策略
(a)胺反应性;(b)功能化的微阵列载玻片
 
4. RNA
    通过选择与已知RNA结合化合物具有相似性或者具有与RNA堆叠和/或氢键结合潜力的亚单体,设计了一个偏向于结合RNA的拟肽库,使用芯片鉴定了抑制来自白色念珠菌(一种杀死免疫受损宿主的机会性病原体)的I组内含子RNA的拟肽。
 

图3.芯片检测及放射信号图
(a)芯片反应图,箭头指向来自化合物最高负载的点;(b)和(c),每种拟肽结合物的放射性信号图。
 
参考文献

[1] Hong J A, et al. Recent discoveries and applications involving small-molecule microarrays.[J]. Current Opinion in Chemical Biology, 2014, 18(1):21-28.
[2] Landry J P, et al. Discovering small molecule ligands of vascular endothelial growth factor that block VEGF-KDR binding using label-free microarray-based assays[J]. Assay Drug Dev Technol, 2013, 11(5):326-332.
[3] Miyazaki I, et al. A small-molecule inhibitor shows that pirin regulates migration of melanoma cells[J]. Nature Chemical Biology, 2010, 6(9):667-673.
[4] Lee J H, et al. High-throughput screening of small molecule ligands targeted to live bacteria surface.[J]. Analytical Chemistry, 2013, 85(7):3508-3514.
[5] Labuda L, et al. Disney M. Small Molecule Microarrays of RNA-Focused Peptoids Help Identify Inhibitors of a Pathogenic Group I Intron[J]. Acs Chemical Biology, 2009, 4(4):299.

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