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在药物靶点发现领域,传统亲和纯化往往依赖固定化配体或抗体,可能遗漏低丰度或瞬时互作靶点。ABPP(Activity-based Protein Profiling,活性蛋白质组分析)技术的诞生,革命性地实现了直接在复杂蛋白质组中捕获具有特定活性位点的功能蛋白。与需要化学修饰药物的标记方法不同,ABPP利用精巧的活性分子探针(ABPs)共价标记靶蛋白活性中心,不依赖蛋白丰度,直接读取“功能状态”。从靶点发现到脱靶分析,ABPP已成为化学生物学和小分子药物机制研究的利器。腾博tengbo9885官网生物整合ABPP + 高分辨质谱 + 正交验证(CETSA / SPR),为您的靶点鉴定给予一站式的完整证据链。

技术原理:活性分子探针(ABP)三要素

ABPP的核心在于利用活性分子探针(Activity-based Probe)在复杂生物样本中共价标记特定类群活性蛋白,随后顺利获得荧光成像或亲和素富集联合质谱鉴定靶蛋白。一个经典的ABP包含三个关键模块:

1. 活性反应基团(Warhead)
识别并共价结合靶蛋白活性中心(如丝氨酸水解酶、半胱氨酸蛋白酶等),是探针“锁定”靶点的核心。

2. 链接基团(Linker)
柔性链,适当空间距离以保证活性基团与报告标签互不干扰,提高标记效率。

3. 报告标签(Reporter Tag)
荧光基团(用于可视化)或生物素(用于亲和纯化),配合质谱鉴定靶蛋白身份。

活性探针示意图

分子探针设计策略 & 生物正交革命

共价结合探针:药物本身含亲电基团可直接共价标记靶蛋白,设计简单可靠。
非共价→光亲和标记(PAL):对于非共价药物,在探针中引入光交联基团(如双吖丙啶),紫外照射引发共价交联,实现“非共价结合、共价捕获”。
点击化学(Click Chemistry)赋能:顺利获得炔烃修饰小分子,先与靶蛋白在活细胞/体内结合,裂解后再顺利获得叠氮-生物素点击反应连接报告基团,极大减小探针空间位阻,保留药物天然活性,使活体靶点发现成为可能

ABPP原理图解 生物正交点击化学

为什么选择ABPP?核心技术优势

🎯 直接捕获“活性”蛋白

不依赖表达量,只标记处于功能状态的蛋白,发现传统pull-down无法获取的低丰度活性靶点。

🧩 探针设计灵活

适用于共价/非共价药物,引入光亲和基团或点击化学,可逆结合也可共价锁定。

🔗 与质谱无缝衔接

生物素-亲和素富集+高分辨质谱,实现全蛋白质组无偏倚靶点筛选及脱靶谱分析。

🐭 适用于生理/体内环境

基于生物正交的ABPP可在活细胞、组织甚至动物模型中标记靶蛋白,更贴近真实药理环境。

⚡ 高通量 & 可验证

可并行多个探针/药物处理,结合CETSA、SPR等进行正交验证,构建高置信度靶点网络。

📚 文献公认主流技术

ABPP已助力Nature、Cell、STTT等顶刊小分子靶点发现,成为化学生物学工具箱中的标配。

📖 高分文献案例 · ABPP驱动靶点发现

案例1:雷公藤红素靶向PKM2减轻脓毒症炎症

文献:Celastrol mitigates inflammation in sepsis by inhibiting the PKM2-dependent Warburg effect(STTT / 高水平期刊)

研究团队利用ABPP技术筛选雷公藤红素(Cel)的潜在靶点,结合CETSA和SPR验证Cel与PKM2、HMGB1的直接结合,点突变确认结合位点,功能实验证明其顺利获得抑制PKM2依赖的Warburg效应缓解脓毒症炎症。ABPP在其中起到了全局性靶点钓取的关键作用。

雷公藤红素ABPP案例图

案例2:葫芦素B抑制结膜黑色素瘤的直接靶点GRP78

文献:Cucurbitacin B-induced G2-M cell cycle arrest of conjunctival melanoma cells mediated by GRP78–FOXM1–KIF20A pathway

作者创造性地将葫芦素B进行生物素修饰,顺利获得小分子pull-down(ABPP策略)钓取靶蛋白,鉴定到GRP78,并经MST技术验证亲和力,最终阐明GRP78-FOXM1-KIF20A通路介导的抗癌机制。再次印证ABPP与亲和质谱联用是靶点发现的黄金搭档。

葫芦素B ABPP案例图
更多应用场景

常见问题 FAQ

ABPP与常规小分子pull-down(生物素-亲和素)的核心区别是什么?
答:常规pull-down依赖固定的小分子探针捕获互作蛋白,不需要靶蛋白具有“活性中心活性”;而ABPP的核心在于共价修饰靶蛋白的活性位点,因此只识别处于功能活跃状态的蛋白,特别适合发现酶、受体等功能性靶点,假阳性相对较低,并且可以取得药物结合位点的直接证据。两种策略互为补充。
我的药物是非共价可逆结合,可以做ABPP吗?如何设计探针?
答:完全可以。推荐光亲和标记(PAL)-ABPP策略:在药物母核上引入双吖丙啶(diazirine)等光交联基团,先让药物非共价结合靶蛋白,再顺利获得紫外照射诱导共价交联“锁定”相互作用。腾博tengbo9885官网生物给予从光交联探针设计合成到质谱鉴定的全流程服务,确保非共价药物也能被ABPP高效捕获。
ABPP需要多少样本量?能否用于组织或动物体内标记?
答:细胞样品一般需要1-2×10⁷个细胞(视蛋白丰度而定);组织样本约20-50mg。顺利获得生物正交前体-点击化学策略(炔标记药物→体内结合→裂解后点击引入生物素),ABPP完全适用于小鼠等动物模型的活体标记,取得更具转化意义的靶点信息。具体方案可咨询腾博tengbo9885官网技术支持。
ABPP鉴定到的候选靶点,后续如何验证真实性?
答:强烈建议采用正交方法进行验证:① 重组蛋白验证(SPR/MST测定亲和力);② 活细胞水平验证(CETSA测定药物结合后热稳定性变化;DARTS抗蛋白酶降解);③ 突变体结合实验(点突变推定的结合位点,验证标记消失)。腾博tengbo9885官网生物可给予ABPP+CETSA+SPR一站式验证,满足高影响力论文的审稿要求。
ABPP中探针合成难度大吗?能否帮忙完成探针设计?
答:探针设计是ABPP成功的关键,确实存在合成门槛。腾博tengbo9885官网生物拥有经验丰富的化学生物学团队,可根据您的活性化合物结构设计并合成高活性ABP探针(包括光亲和探针、生物正交炔探针等),并给予质谱/核磁确证,确保探针保留原有生物活性。您只需给予母核结构或活性分子,腾博tengbo9885官网即可完成全流程。
ABPP-MS鉴定到的靶蛋白列表往往较多,如何筛选真正有意义的靶点?
答:优秀的ABPP实验会设置竞争对照组(加入过量原药竞争标记),仅保留可被显著竞争的蛋白作为高置信候选。后续结合基因功能富集分析(GO/KEGG)、蛋白结构模拟、以及文献已知通路,聚焦与表型最相关的2-3个靶点进行正交验证。腾博tengbo9885官网生物给予生物信息学深度分析及靶点排序服务,助您快速锁定核心靶标。

🔗 相关技术服务

小分子靶点筛选小分子pull down
非标记法DARTS
预测结合分子对接
定量结合亲和力MST微量热泳动
BLI分子互作BLI
SPR分子垂钓SPR
细胞热转移分析CETSA技术服务

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