技术概述ABPP基于活性的蛋白质组学分析技术通过在活细胞内原位捕获小分子与蛋白的直接相互作用实现了无偏向的药物靶点筛选为解析作用机制不明的活性化合物提供了核心技术支撑。传统药物靶点研究的局限性与挑战传统组学技术的间接性传统药物靶点研究通常依赖已知生物学机制开展假设验证例如根据药物诱导的表型变化推测相关信号通路。然而如RNA-seq技术主要分析基因表达水平的变化而蛋白质组学技术则关注蛋白丰度的改变。这些技术检测到的更多是药物处理后的响应变化或下游关联事件属于间接响应过程难以直接回答药物究竟结合了哪个蛋白这一核心问题。未知靶点发现的复杂性在缺乏明确作用机制的新型小分子、天然产物及复杂活性成分研究中由于无法预先设定潜在靶点传统研究策略面临较大挑战。此外细胞内蛋白质丰度差异巨大高丰度蛋白容易产生非特异性吸附进一步增加了发现低丰度真实靶点的难度。ABPP技术在未知靶点发现中的核心逻辑从下游响应转向直接结合ABPP技术为解决药物未知靶点发现提供了新的研究策略。该技术从药物作用机制的起点出发直接寻找与小分子药物发生物理结合的靶点蛋白。这种研究范式的转变使得科研人员能够绕过复杂的下游调控网络直接锁定药物发挥生物活性的关键节点。无偏向性的全蛋白组筛选相比传统依赖通路假设的研究模式ABPP无需提前设定潜在靶点。它利用具有生物活性的化学探针在复杂生物体系中实现无偏向的探索更真实地反映药物在细胞内的直接作用对象极大地拓展了靶点发现的深度与广度。活细胞原位环境的生理相关性ABPP技术支持在活细胞水平开展筛选保留了天然蛋白构象、亚细胞定位及细胞内复杂的调控环境。相比于在细胞裂解物中进行的体外实验这种原位筛选方式有效避免了因细胞破碎导致的蛋白活性丧失或构象改变提高了靶点发现的生理相关性和细胞特异性。ABPP相比于传统技术的差异化优势为了更清晰地展示ABPP在未知靶点发现中的优势其与传统筛选技术的关键差异如下研究逻辑上ABPP发现原位直接结合靶点而非观察下游丰度响应变化或验证体外亲和结合假设依赖上ABPP无需假设支持无偏向筛选实验体系上ABPP为活细胞水平原位环境捕获能力上ABPP共价锁定捕获瞬时和弱结合标签影响上ABPP采用小分子标签保留原始活性。技术维度传统转录组/蛋白组学小分子 Pull-down 技术ABPP 技术服务研究逻辑观察下游丰度响应变化验证体外亲和结合发现原位直接结合靶点假设依赖依赖已知通路或机制假设无需假设但受限于体外环境无需假设支持无偏向筛选实验体系活细胞或组织处理细胞裂解液体外活细胞水平原位环境捕获能力无法捕获瞬时/弱结合易丢失弱结合或膜蛋白靶点共价锁定捕获瞬时/弱结合标签影响无需标签修饰大分子标签显著影响活性小分子标签保留原始活性ABPP筛选未知靶点的标准化流程该业务通过五个核心步骤实现从活性成分到高可信靶点鉴定的全流程覆盖化合物探针的设计与构建针对目标小分子引入药效团、反应基团如光交联基团及标签基团如炔基标签。活细胞原位结合将探针与活细胞孵育使其在接近天然生理环境下与靶点蛋白相互作用。共价锁定结合蛋白利用紫外光激活光敏基团将原本可逆的非共价相互作用固定为稳定的共价连接。点击化学标记与富集通过Click Chemistry反应引入生物素标签利用亲和纯化技术实现目标蛋白的选择性富集。LC-MS/MS定量检测与分析利用高分辨质谱技术进行蛋白鉴定并结合竞争性实验筛选高可信度药物作用靶点。典型应用案例从未知靶点到机制解析临床一线药物二甲双胍靶向PEN2林圣彩院士团队在《Nature》上发表的研究通过光亲和ABPP技术在全蛋白组水平鉴定出二甲双胍的直接互作靶蛋白为PEN2进而明确了其激活AMPK信号通路的起点机制。天然生物碱DNJ靶向ATP5F1杨美娜团队利用ABPP技术对天然产物DNJ的潜在结合蛋白进行筛选首次鉴定出其直接功能靶蛋白为线粒体蛋白ATP5F1揭示了其减轻心肌细胞损伤的新型分子机制。活性小分子雷公藤红素靶向PRDXs王继刚研究团队利用炔基标记探针在活细胞体系中开展原位靶点筛选发现雷公藤红素能够与PRDXs家族成员直接共价结合从而诱导铁死亡并减轻肝纤维化。关键质控竞争性策略的应用为了进一步排除非特异性结合蛋白ABPP常结合竞争性实验策略。通过在探针处理体系中加入过量的原型药物观察目标蛋白信号是否下降从而确认其是否为特异性的高可信靶点。业务服务总结与科研价值ABPP技术已从单一的筛靶工具演变为集靶点发现、结合验证、位点解析于一体的化学蛋白质组学研究平台。它不仅能够深度挖掘低丰度、瞬时结合的创新靶点还能为解析复杂药物的作用机制提供最直接的分子证据。针对不同类型的活性化合物提供涵盖炔基标记ABPP、光交联ABPP、竞争性ABPP以及高分辨率的isoTOP-ABPP等多种实验方案。该技术服务体系不仅能够突破传统研究依赖假设的限制更为发表CNS级高水平学术成果提供了坚实的技术支撑。