ArrayJet生物芯片点样仪助力小分子化合物与RNA酶结合位点筛选

环亚生物

2023/11/01 15:35

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近年来，RNAs已成为小分子药物靶点研究的热点，这在一定程度上是由于细胞中绝大部分基因（85%）都被转录成RNA，相比之下，编码蛋白质的基因只占有约1-2%。最近有研究表明，不同种类的RNA(如lncRNA、miRNA和mRNA)可以被药物分子靶向。理想的RNA小分子靶标应同时具有配体性和功能性，在某些情况下，小分子靶向配体可以改变RNA的构象和热力学稳定性从而导致RNA功能发生变化。一些位于5'非翻译区的RNA四链体（rG4s）已经被小分子靶向来抑制RNA翻译过程，比如：美国FDA批准的药物--左氧氟沙星。RNA-G四链体（RNA G-quadruplex，RG4）是由富含串联重复鸟嘌呤碱基（G）核苷酸链组成的一类非经典RNA高级结构，其可以通过调控RNA剪切、转运和翻译等过程调节基因表达，参与多项生命活动和疾病的发生发展。DHX15是一种RNA解旋酶，可以促进mRNA成熟以及核糖体生成，除此之外，也与一些癌症息息相关，比如：前列腺癌、伯基特淋巴瘤和急性髓系白血病。但由于RNA解旋酶很难被小分子直接靶向，因此，开发和研究能识别小分子化合物与RNA靶点结合的方法至关重要。

该文章于2023年7月刊登在预印本网站，作者来自于美国国家癌症研究所，研究人员首先利用生物信息学方法在DHX15 mRNA的5'非翻译区（5'UTR）发现了一个RG4区域，且通过化合物小分子微阵列（SMM）方法，找到了一个与DHX15 rG4特异性结合的化合物，作者使用英国ArrayJet生物芯片点样仪将14802种感兴趣的小分子化合物点印在环氧基修饰的载玻片上，点样完成后使用封闭液对玻片进行封闭2小时，然后分别与Cy5标记的DHX15以及RG4竞争性配体BRACO19孵育两小时，反应后使用PBS清洗玻片三次，并通过离心机加速干燥，数据使用法国Innopsys公司的生物芯片扫描仪InnoScan 1100AL在635nm处进行荧光信号扫描和分析。根据荧光检测结果以及RNA酶竞争性实验筛选出17种候选化合物，在这些化合物中又通过光淬灭实验最终筛选出一种强有力结合的化合物，如图1。同时为了确定小分子化合物与DHX15的结合强度，作者使用SPR技术来进行分析，使用不同浓度的化合物进行滴定，最终测得结合常数KD为12.6 ± 1 µM。

图1.高通量筛选与DHX15 RG4结合的化合物。(A)使用化合物芯片筛选SMM的工作流程示意图。采用竞争性筛选的策略，在BRACO19存在/不存在的情况下孵育RNA。(B)筛选结果的散点图，显示存在/不存在BRACO19时z分数的比较。(C)对SMM筛选的11号化合物进行鉴定。(D)基于筛选数据集的11号化合物评分。

在这里，作者通过高通量小分子微阵列的方式发现了一种可以下调DHX15蛋白表达的化合物，而且此前尚未报道过有针对DHX15 mRNA的小分子探针。该方法为新药研发过程即从靶标识别到先导化合物的发现提供了一种新的研究策略。

原文链接：https://doi.org/10.1101/2023.07.25.550542

Arrayjet位于英国爱丁堡，专注于提供生物芯片应用领域的解决方案及服务。自2000年公司成立即致力于开发新型生物样品喷点方案–喷墨式液体处理平台，该系统于2006年上市，目前用户遍布全球27个国家。

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