要想弄明白 PROTAC 这种药是怎么起作用的,关键得看它能不能把靶蛋白(POI)和 E3 泛素连接酶牵在一起,形成一个稳定的三元复合物,也就是“POI-PROTAC-E3”。这一步要是做不到,后面的降解反应根本没法开始。所以,要想把这个过程看得清清楚楚,得选好合适的检测方法。现在行业里常用的主要有 TR-FRET、SPS 和 SPR 这三种技术,这三个家伙各有各的拿手好戏,选对了能省不少事儿。TR-FRET 算是现在 PROTAC 研发里用得最多的那个,它的原理挺有意思,是基于荧光共振能量转移(FRET)的。你得给靶蛋白和 E3 连接酶分别贴上供体和受体的荧光标签,当 PROTAC 把它们拉到一起的时候,这两个标签的距离就会变近,通常不到 10 纳米。这时候一激发供体,能量就会跑到受体那边去,产生特定的荧光信号。这个信号的强弱正好能告诉你三元复合物到底有多少。因为它用了时间分辨技术,能把那些乱七八糟的背景荧光给消除掉,所以灵敏度很高。 这个技术的最大优点就是高通量、省事,不用洗盘子就能直接在板子上做反应,像 96 孔板或者 384 孔板都能适配。一天下来能测好几百甚至上千个样品,特别适合大规模的化合物筛选。它还能在溶液里做实验,条件跟咱们身体里的环境挺像,能更好地模拟真实的结合状态。不过它也有缺点,就是得把蛋白给标记上,有时候会破坏蛋白本来的样子,导致它们结合不上。而且它没法实时看到这个过程是怎么进行的,只能定性或者半定量地分析一下复合物到底有没有形成。 所以这种方法最适合在早期的时候做高通量初筛,赶紧把那些有潜力的分子给挑出来。SPS 就比较简单粗暴了,是一种光谱位移法。原理很简单,就是蛋白一旦和配体绑在一块了,它自己的紫外-可见吸收光谱或者荧光光谱就会发生一些变化。你只要看看这些光谱是怎么变的、波长咋变了就能判断复合物有没有形成,还能知道结合得牢不牢。这个方法的好处是啥都不用贴标签就能用,最大程度地保留了蛋白原本的样子和活性,操作起来也不难成本还低。 不过这也限制了它的灵敏度和通量,它不太适合用来筛一大堆样品或者做定量分析。尤其是那种需要高精度动力学数据的时候,SPS 就有点力不从心了。通常它都是用来做初步验证用的,或者是在蛋白贴了标签以后可能会影响活性的情况下才用它。SPR 这种技术就更高级一些了。它是把一种蛋白固定在传感器芯片上,然后往芯片上注入 PROTAC 和靶蛋白的混合液。当三元复合物形成的时候,芯片表面的折射率就会变了。 通过检测这个折射率的变化,你就能实时看到整个结合的过程。而且 SPR 还能算出结合的速率常数、解离常数和亲和力常数这些具体的数据,把复合物的稳定性和结合强度说得清清楚楚。它的好处是没标签、精度高、能实时看过程、还能给出定量的数据。这对优化分子结构特别有帮助,尤其是在后期验证机制的时候特别有用。 不过 SPR 也有缺点:通量太低了、成本高、操作复杂、得要专业人士来弄,而且对样品纯度要求也很高。所以它不太适合大规模的初筛工作。通常都是在最后验证或者申报 IND 数据的时候才用 SPR 这种高精度的方法来撑腰。 总的来说怎么选得看你处在哪个阶段:早期想快点出结果又要兼顾效率的话选 TR-FRET;初步验证或者蛋白贴不了标签的时候选 SPS;后期想精准优化或者弄明白机理的时候就得选 SPR 了。 实际工作中大家往往会把这三种技术结合起来用:先用 TR-FRET 把大批有希望的分子筛出来,再用 SPS 简单验证一下,最后用 SPR 把数据做得漂亮点给申报材料用。这样就能把三元复合物的形成能力搞明白了,也为接下来的降解活性和药效研究打下坚实的基础。