蛋白质组学技术与药物作用新靶点研究进展

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1、蛋白质组学技术与药物作用新靶点研究进展[关键词]：蛋白质组学,新药发现,药物作用靶点,研究进展    药物开发是一个漫长的过程，包括以下步骤：样品制备、新化学实体的发现、靶的探测与验证、先导物选择、小分子筛选和优化以及临床前、临床试验研究等。其中药物作用靶点的探测与验证是新药发现阶段中的重点和难点，成为制约新药开发速度的瓶颈。基因组学研究表明，人体中全部药靶蛋白为1万～2万种，而在过去100年中发现的靶点，仅约有500种。因此，自1994年Wilkins等提出蛋白质组（pro-teome）和蛋白质组学（pr

2、oteormcs）概念后，就迅速引起广大研究者和制药公司的兴趣和投资。近几年来，蛋白质组学技术和研究思路都有了令人鼓舞的进展，新技术的出现和发展，如多维色质联用（multidimensionalliquidchromatographyandtan-demmassspectrometry,MudLC-MS/MS）、表面增强激光解吸离子化-蛋白质芯片系统（surfaceenhancedlaserdesorptionion-ization-proteinchip,SELDI-ProteinChip）、同位素亲和标

3、签（iso-tope-codedaffinitytags,ICAT)、胶上差示电泳(differentialin-gelelectrophoresis,DIGE）等技术，弥补了普通双向电泳上样量和检测极限的局限，自动化、特异性和重复性都得到了加强。    蛋白质组学是研究疾病发生过程中蛋白质变化、生化代谢途径改变和鉴定的有力工具。在药物开发中的作用主要表现在疾病检测、药物靶点发现、药物代谢转化、药物不良反应研究等方面。通过比较正常体与病变体、给药前后蛋白质谱的变化，蛋白质组学技术可提供疾病发生、药物作用和药

4、物不良反应的分子机制信息。通过蛋白质组学鉴定的特异生物标记可作为排查药物的功效、抗性和优选。因此，蛋白质组学在药物研究开发中的各个方面得到了细化，如化学蛋白质组学(chemicalproteomics），拓扑蛋白质组学（topologicalproteomics），临床蛋白质组学（clinicalproteomics），毒性蛋白质组学（toxicoproteomics）和药物蛋白质组学（phamiaco-proteormcs），这些“亚蛋白质组学”技术的发展，与基因组学结合，将对药物靶标验正和药物开发引起重

5、大变革。笔者就蛋白质组学及相关技术在药物作用靶点的探测和验证方面的应用作一概述。    1　药靶的探测    与药物作用相关的靶或蛋白质主要有3类：①疾病相关（特异性）蛋白质；②生物标记分子；③信号传导分子。蛋白质组学探测药物作用相关靶点的基本策略是蛋白质组的比较，即健康与病变组织、细胞或体液（如血清、脊髓液、尿液和气管呼出物等）的蛋白质表达谱差异和表达量变化。蛋白质组学已成功用于肿瘤、糖尿病、艾滋病、关节炎等多种疾病相关蛋白或标记蛋白的检测，成为疾病诊断、监测、治疗的有力工具。例如丹麦人类基因组研究中心J

6、ulioCelis实验室从膀胱鳞片状细胞癌(SCC)患者的尿液中分离鉴定了一个生物标记—牛皮癣素(psoriasin)，免疫组织化学分析表明该蛋白质在正常人的泌尿系统中不存在，因而成为临床检测膀胱鳞片状细胞癌的标记蛋白。    给药前后蛋白质组比较，是比较蛋白质组学的另一个重要内容，是探测新靶蛋白，深入了解药物作用机制，评价药物不良反应，更合理地设计药物的一个新途径。Chen等利用这个方法，找到了抗MCF-7人乳腺癌药物阿霉素的一个作用靶—Hsp27。    类似的方法也用于探测信号传导途径中的药物作用靶。

7、信号级联放大系统中信号的传递一般与蛋白质磷酸化／去磷酸化密切相关。通过合适的预分离技术，如亚细胞蛋白质组制备或用免疫色谱分离磷酸化的亚蛋白质组，得到与信号传导途径相关的蛋白质组以及在细胞中的定位信息，然后通过双向电泳技术分析蛋白质修饰和表达变化。利用这个方法，Stancato等在人原淋巴细胞中（经IFN-α或IL2处理）找到了与IFN作用相关的信号传导靶点。    化学蛋白质组学是药靶检测的另一重要方法。化学蛋白质组是全蛋白质组的一个亚类，指的是经化学标记浓缩的那部分特殊蛋白质。疟原虫入侵血红细胞的阻断靶点

8、探测就是化学蛋白质组学成功应用的一个例子：半胱氨酸蛋白水解酶是疟原虫（plasmodiumfalciparum）生存必需的酶，Green-baum等利用靶向半胱氨酸蛋白水解酶的化学探针（1251-DCG-04）打靶，然后通过抗DCG04的生物素纯化，得到了半胱氨酸蛋白水解酶类的亚蛋白质组，通过酶活性分析，最终发现在疟原虫的入侵血红细胞的裂殖期，仅有一个有半胱氨酸蛋白水解酶活性的蛋白质—falcipain1。从化学