[发明专利]分子相互作用的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测细胞中各种生物活性分子之间的动态相互作用的方法以及测定调节生物活性分子的相互作用和功能的分子的方法。 

背景技术

一般说来，各种生理功能受到各种生物活性分子之间的动态相互作用的调节。如果这种相互作用不能正确发生，出现的问题是引起疾病。例如，蛋白质在体内通过与其他蛋白质相互作用执行它们的功能。一般说来，具有互补结构的两种蛋白质彼此相互作用，并且生物活性化合物专一性地与三维蛋白质结构的特定部分相互作用。通常，两种蛋白之间的相互作用强烈暗示它们功能上相关。此外，跟与疾病相关的蛋白的特定部分专一性相互作用的生物活性化合物通过控制蛋白质的活性具有作为可诊断、预防、治疗或者减轻疾病的治疗剂的可能性。 

因此，在新药开发领域，已经研究了用于测定新目标蛋白或者通过测定其功能和性质已知的“诱饵(bait)”与作为待分析和检测的相互作用伴侣的“捕获物(prey)”之间的相互作用来筛选生物活性分子作为药物候选的各种方法。因此，通过分析生物活性分子之间的相互作用识别和分离新的目标蛋白对于得到有关生物活性化合物的活性、有效性和反作用的有用信息来说被认为是非常重要的研究课题。另外，目标蛋白促进了生物学途径和信号转换系统的理解，并提供了有关基础细胞调节和疾病机制方面的信息。这种信息对于通过分析并测定与目标蛋白相互作用的生物活性化合物以开发新药物、改进现 有药物并揭示现有药物的新治疗用途来说是非常强有力的工具。 

现代医学面临着开发更安全和更有效的疗法的挑战。但是，目前正在使用的许多药物都由在疾病模型中的生物学效果所规定，而不由它们的目标蛋白质和分子靶标所规定(L.Burdine等人，Chem.Biol.11：593，2004；J.Clardy等人，Nature 432：829，2004)。天然生物活性产品是药物开发的重要来源，但是它们的作用模式常常是未知的(J.Clardy等人，Nature 432：829，2004)。它们的生理学目标和分子靶标的说明对于理解它们的治疗效果和副作用来说是必不可少的，从而能够改进第二代治疗剂的开发。此外，临床证实的化合物的新靶标的发现可建议新的治疗应用(T.T.Ashburn等人，Drug Discov.3：673，2004)。 

在采用基于高通量细胞筛选的化学-生物领域，“目标筛选”被用于从大的化合物文库中识别具有所需表型的小分子(R.L.Strausberg等人，Science300：294，2003；B.R.Stockwell，Nature 432：846，2004)。尽管这种筛选具有巨大利益，但该途径还是受到目标识别的惊人的工作量的阻碍。但是，这种识别技术的发展在各种生物科学领域都非常重要，包括基因组学、蛋白质组学和系统生物学，因为各种各样的细胞内分子相互作用的有效检测，包括蛋白(或者小分子)-蛋白质的有效测定对于理解动态生物学过程和调节网络来说是必须的。 

在目标筛选领域，一些技术，包括亲和色谱法(Phizicky，E.M.等人，Microbiol.Rev.，59：94，1995；Mendelsohn A.R.等人，Science，284：1948，1999)，蛋白质小分子微阵列，噬菌体展示(Sche，P.P.等人，Chem.Biol.，6：707，1999)，酵母双/三杂交测定(Licitra，E.J.等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，93：12817，1996)，表达谱分析以及具有异源缺失的酵母菌株的平行分析(Zhenget等人，Chem.Biol.，11：609，2004)已经被用于分析生物活性分子之间的相互作用。但是，这些技术都受到多种问题的困扰，包括高背景噪声、假阳性、低灵敏度、蛋白质表达后的不适当折叠、间接性(indirectness)、蛋白质表达 后缺乏修饰，或者包括细胞相容性的限制目标的可接近性(accessibility)。另外，人工实验环境的使用，例如体外结合条件或者非哺乳动物细胞有时导致实验结果的错误。 

因此，最优选的是在生理或者药物条件下考虑了高灵敏度和选择性的状态下直接检查生物活性分子之间的相互作用。探测活的哺乳动物细胞内的分子相互作用的技术例如荧光共振能量转移技术(FRET)(Moshinsky，D.J.等人，Screen.，8(4)：447，2003)或者蛋白质片段互补测定技术(PCA)都是可以利用的，但是它们受到特定空间定向或者相互作用伴侣之间的距离的要求的限制。 

因此认为，开发上述的基本技术以便提供现有技术所不具备的各种优点是非常重要的。