芯片介绍
HuProt™人类蛋白质组芯片收录了21,000余种独特的人类蛋白质及其异构体变体,涵盖16,794个独特基因,其中包括《人类蛋白质图谱》中描述的19,613种典型人类蛋白中的15,889种,覆盖了约81%的人类基因组ORF区。
在微阵列制备前,通过蛋白质纯化步骤可筛选出正确折叠的GST融合蛋白,确保芯片上的蛋白质保持天然构象并维持功能活性。利用可识别线性表位或构象表位的单克隆抗体对天然态与变性态芯片进行检测,抗体均能特异性识别相应抗原形式;后续RNA结合实验进一步证实,芯片上的蛋白质确实保持功能完整性。
芯片检测原理
将待研究的小分子化合物(药物、天然产物、代谢物等)通过化学方法共价连接生物素(Biotin),形成生物素化小分子探针。该标记过程通常选择小分子上不影响其活性的位点(如羟基、氨基等),以最大程度保留其天然结合特性。将生物素化小分子探针与芯片上固定的人类全长蛋白(约21,000种)进行孵育。孵育洗涤后,加入荧光标记的链霉亲和素(如Cy3-Streptavidin)。通过高分辨率芯片扫描仪读取信号,即可获得小分子与全人类蛋白质组的结合图谱。
核心优势
通量最高
覆盖>21,000种人类全长蛋白,占人类蛋白质组>81%
数据直观
所获靶点均为直接靶点,直观预测靶点结合强度
天然构象
酵母真核表达,GST纯化,确保蛋白活性
高效快捷
无需克隆转染,大幅缩短周期
应用场景
小分子药物靶点发现与机制研究
快速筛选药物直接作用靶点,阐明作用机制
蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)筛选
高通量筛选蛋白互作网络
自身抗体生物标志物
疾病诊断标志物筛选与验证
抗体特异性与交叉反应验证
评估抗体结合特异性,发现潜在交叉反应
核酸-蛋白质互作
转录因子、RNA结合蛋白筛选
翻译后修饰(PTM)底物全局筛选
酶底物高通量筛选与鉴定
代谢物/辅因子结合蛋白鉴定
发现代谢物调控的关键蛋白
研究案例
AHSA1 is a promising therapeutic target for cellular proliferation and proteasome inhibitor resistance in multiple myeloma
研究背景与挑战
临床痛点:多发性骨髓瘤(MM)是一种目前尚无法治愈的浆细胞恶性肿瘤,临床上对蛋白酶体抑制剂等药物的耐药问题日益突出,迫切需要发现新的治疗靶点和药物。
科学问题:蟾毒灵(Bufalin)具有显著的抗肿瘤活性,但其水溶性差、毒性大、半衰期短等缺点严重限制了临床应用。能否找到蟾毒灵的直接作用靶点,并基于此开发"减毒增效"的新型药物?
HuProt™人类蛋白质组芯片技术应用
研究团队以具有抗肿瘤活性的蟾毒灵为分子探针,综合运用HuProt™ 20K人类蛋白质组芯片(覆盖约20,000种人类全长蛋白)与蛋白质谱技术,进行全蛋白质组的无偏靶点筛选:
• 高通量筛选:利用HuProt™芯片一次性覆盖人类蛋白质组中超过20,000种全长蛋白,系统筛选蟾毒灵的直接结合靶点。
• 快速锁定候选靶标:芯片分析结果精确锁定AHSA1为蟾毒灵发挥抗肿瘤作用的关键候选靶点。
• 多技术交叉验证:结合蛋白质谱分析、体内外功能实验等多维度验证,系统确认AHSA1在MM增殖和耐药中的核心驱动作用。
主要研究发现
研究首次发现AHSA1在MM患者中表达显著上调,且与患者复发及不良预后密切相关。成功开发高选择性抑制剂KU-177,在体外细胞实验、PDX动物模型以及联合用药研究中均展现出良好的抗肿瘤活性,实现了"减毒增效"的治疗目标。