[发明专利]一种从混合组合化学分子库中垂钓活性小分子的方法

说明书

本发明公开了一种基于表面增强拉曼光谱联合高分辨质谱技术HRMS从组合化学混合物库中进行垂钓筛选活性单体成分或者活性成分组的方法，结合SERS和HRMS分析技术从小分子混合化合物群中垂钓筛选出基于靶蛋白的活性成分单体或活性成分组。该方法测量干扰小，假阳性低，所需样品量极微，信号强且灵敏度高，同时操作简便，可实现高通量筛选，化合物库可重复利用，为靶向药物筛选途径提供了新策略。

技术领域

本发明属于药物筛选技术领域，具体涉及一种从混合组合化学分子库中垂钓活性小分子的方法。

背景技术

在新药研发过程中，发现具有生物活性的先导候选物非常重要，传统先导化合物的选择方法成本较高，耗时较长，且失败的风险较大。

组合化学是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机械手结合，并在短时间内巧妙将不同构建模块根据组合原理，系统反复连接，从而产生大量分子多样性群体，形成化合物库(compound library)，然后，运用组合原理，对库成分进行筛选优化，得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。利用组合化学方法可以快速地生成数量庞大、分子多样性丰富的化合物库，这在一定程度上突破了药物筛选中化合物数量和多样性不足的问题。组合化学大幅度提高了新化合物的合成和筛选效率，减少了时间和资金的消耗。但其成分复杂，作用活性不明确，使其成分分离纯化与活性筛选较费时费力。通常在完成繁琐且艰巨的分离纯化、结构分析鉴定过程之后，组合化学分子库的各类结构小分子还需进行结构活性的确认、靶点蛋白的确认以及生物活性筛选。整个新型结构的发现过程成本高、周期长且所需样本量大，不适合进行大规模、高通量的筛选。

表面增强的拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy，SERS)是基于物理增强和化学增强的一种信号增强技术，被广泛应用于生物医学领域，如核酸、蛋白质、细胞、组织等的检测。它基于金属附在粗糙分子表面或位于金属材料间隙或尖端时放大由局部表面等离子体激发产生的电磁场，使吸附在金属表面上待测物的拉曼信号增强10³-10⁶倍，对低浓度分析物进行高灵敏检测。SERS技术可以在液体环境下提供超高敏感性被测物的固有分子指纹信息，特异性强、灵敏度高，可以准确而灵敏地检测到蛋白质的特征峰，当小分子化合物影响蛋白质互作时，特征峰值又会出现明显改变，因此在药物高通量筛选方面有着重大意义。基于此技术的分子垂钓是一种基于药物靶点与活性分子的相互作用，从复杂的生物样品中亲和选择配体，以实现先导化合物的发现的高通量生物分析方法，具有特异性强、效率高、对样品预处理要求少等特点。同时高分辨质谱强大的分离和结构鉴定，使得两种技术的有机结合可以从多组分复杂体系中快速寻找出重要蛋白的配体。有专利CN101339167A使用生物质谱对小分子化合物进行筛选，但其分离体系及前处理办法均非常繁琐，且很难在回收和解离液中获得较为纯粹的游离和结合的配合物。因此，急需一种能够操作简便且特异性较强地得到探针上可结合靶蛋白或靶蛋白结合受体蛋白的方法。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供了一种高分辨质谱技术HRMS和表面增强的拉曼散射SERS联用，检测利用纳米探针从组合化学分子库中垂钓筛选出的作用于靶蛋白的小分子活性结构的一种通用关键技术。本发明突破了传统组合化学寻找活性母体结构的周期长、用量大且靶点不明确等弊端，同时该技术与高分辨串联质谱仪联用，利用该仪器可从复杂体系中快速分离以及优秀的结构解析能力等特点，使得该发明可适用于结构已知且体系复杂的组合化学分子库，可达到快速灵敏的高通量活性母体结构或小分子单体的垂钓筛选目的。

本发明提供了一种从混合组合化学分子库中垂钓活性成分单体或活性成分组的方法，包括以下步骤：

步骤S1，将金属纳米粒子或磁珠活化后与靶蛋白进行耦联，得到可用于组合化学分子库垂钓的探针结构；

步骤S2，将制备好金属纳米粒子探针或磁珠探针，加入至组合化学化合物库中，孵育，进行分子垂钓；