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药物制剂大类 - 蛋白/疫苗制剂

Recent advances in protein precipitation-based methods for drug-target screening

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基于蛋白质沉淀方法的药物靶标筛选最新进展

作者 Tong LIU; Weijie Qin; Hongjun Yang 期刊 Chinese Journal of Chromatography 发表日期 2024 ISSN 1000-8713 DOI 10.3724/sp.j.1123.2023.11019 类型 原创研究 (Original Research)

📄 英文摘要 English Abstract

EN

Drug targets are biological macromolecules that bind drug molecules in vivo. Therefore, the system-wide identification of drug targets plays a vital role in fully understanding the mechanism of drug action, efficacy, and side effects. The unbiased screening of drug targets may accelerate the process of drug discovery and candidate screening. Mass spectrometry is a key tool for large-scale protein identification and accurate quantification owing to its high acquisition speed, resolution, and sensitivity. Mass spectrometry-based proteomics has been widely used for drug-target screening. It can systematically identify the protein-target landscape of a drug and elucidate drug-protein interactions. Commonly used drug-target characterization methods, such as labeling-based affinity enrichment, require the chemical derivatization of drug molecules, which is not only time-consuming but may also affect the affinity of the drug towards its targets. Furthermore, the spatial effects of the derivatization groups may block interactions between the drug and its targets. Considering the disadvantages of affinity-enrichment methods, strategies that do not require chemical derivatization have received widespread attention. Proteins may undergo denaturation, unfolding, and precipitation under different conditions such as high temperatures, extreme pH, denaturants, and mechanical stress. Binding to small-molecule drugs may alter the folding balance of target proteins. The conformational stability of target proteins can be stabilized by binding with drugs, and protein-drug complexes are more resistant than free proteins to the precipitation induced by different conditions. Based on this mechanism, various large-scale drug-target identification methods using protein precipitation have been developed by combining proteomics and mass spectrometry analysis, including thermal proteome profiling and solvent-, mechanical stress-, and pH-induced protein precipitation. These methods have been successfully applied to the characterization of small-molecule drug targets. In this review, we describe the protein precipitation-based methods used for the high-throughput discovery of drug targets and elucidation of the interactions between drugs and proteins in the past decade. We also summarize the characteristics of each method and discuss their application potential in drug-efficacy evaluation and drug discovery.

📄 中文摘要 Chinese Abstract

中文
药物靶点是在体内与药物分子结合的生物大分子。因此，系统性地鉴定药物靶点对于全面理解药物的作用机制、疗效和副作用至关重要。对药物靶点的无偏筛选可加速药物发现和候选药物筛选的进程。质谱技术因其高采集速度、高分辨率和高灵敏度，已成为大规模蛋白质鉴定和准确定量的关键工具。基于质谱的蛋白质组学已被广泛应用于药物靶点筛选。

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EN

Background:

Drug targets are biological macromolecules that bind drug molecules in vivo. Therefore, the system-wide identification of drug targets plays a vital role in fully understanding the mechanism of drug action, efficacy, and side effects. The unbiased screening of drug targets may accelerate the process of drug discovery and candidate screening. Mass spectrometry is a key tool for large-scale protein identification and accurate quantification owing to its high acquisition speed, resolution, and sensitivity. Mass spectrometry-based proteomics has been widely used for drug-target screening.

Methods:

N/A - Review article

Results:

Mass spectrometry-based proteomics can systematically identify the protein-target landscape of a drug and elucidate drug-protein interactions. Commonly used drug-target characterization methods, such as labeling-based affinity enrichment, require the chemical derivatization of drug molecules, which is not only time-consuming but may also affect the affinity of the drug towards its targets. Considering the disadvantages of affinity-enrichment methods, strategies that do not require chemical derivatization have received widespread attention. Proteins may undergo denaturation, unfolding, and precipitation under different conditions such as high temperatures, extreme pH, denaturants, and mechanical stress. Binding to small-molecule drugs may alter the folding balance of target proteins, and protein-drug complexes are more resistant than free proteins to the precipitation induced by different conditions. Based on this mechanism, various large-scale drug-target identification methods using protein precipitation have been developed by combining proteomics and mass spectrometry analysis, including thermal proteome profiling and solvent-, mechanical stress-, and pH-induced protein precipitation. These methods have been successfully applied to the characterization of small-molecule drug targets.

Data Summary:

No quantitative data are presented in this review.

Conclusions:

This review describes the protein precipitation-based methods used for the high-throughput discovery of drug targets and elucidation of the interactions between drugs and proteins in the past decade. We also summarize the characteristics of each method and discuss their application potential in drug-efficacy evaluation and drug discovery.

Practical Significance:

The methods discussed have application potential in drug-efficacy evaluation and drug discovery, as they enable the systematic identification of drug-protein interactions without chemical derivatization, facilitating the characterization of small-molecule drug targets.

📋 中文结构化总结 Chinese Structured Summary

中文

背景:

药物靶点是在体内与药物分子结合的生物大分子。因此，系统性地鉴定药物靶点对于全面理解药物的作用机制、疗效和副作用至关重要。对药物靶点的无偏筛选可加速药物发现和候选药物筛选的进程。质谱技术因其高采集速度、高分辨率和高灵敏度，已成为大规模蛋白质鉴定和准确定量的关键工具。基于质谱的蛋白质组学已被广泛应用于药物靶点筛选。

方法:

不适用——综述类文章

结果:

基于质谱的蛋白质组学可系统性地鉴定药物的蛋白质靶点图谱并阐明药物-蛋白质相互作用。常用的药物靶点表征方法，如基于标记的亲和富集法，需要对药物分子进行化学衍生化，这不仅耗时，还可能影响药物对其靶点的亲和力。鉴于亲和富集法的局限性，无需化学衍生化的策略受到了广泛关注。蛋白质在高温、极端pH、变性剂和机械应力等不同条件下可能发生变性、展开和沉淀。与小分子药物结合可能改变靶蛋白的折叠平衡，且蛋白质-药物复合物比游离蛋白质更能抵抗由不同条件诱导的沉淀。基于这一机制，结合蛋白质组学和质谱分析，已开发出多种基于蛋白质沉淀的大规模药物靶点鉴定方法，包括热蛋白质组分析以及溶剂、机械应力和pH诱导的蛋白质沉淀法。这些方法已成功应用于小分子药物靶点的表征。

数据总结:

本综述未呈现定量数据。

结论:

本综述介绍了过去十年中用于高通量发现药物靶点及阐明药物与蛋白质相互作用的基于蛋白质沉淀的方法。我们还总结了各方法的特点，并讨论了其在药效评估和药物发现中的应用潜力。

实际意义:

所讨论的方法在药效评估和药物发现方面具有应用潜力，因其无需化学衍生化即可系统性地鉴定药物-蛋白质相互作用，从而促进小分子药物靶点的表征。

📖 英文全文 English Full Text

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２０２４ 年 ７ 月 Ｊｕｌｙ ２０２４ Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．７ ６１３ ～ ６２２ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ＤＯＩ： １０．３７２４ ／ ＳＰ．Ｊ．１１２３．２０２３．１１０１９ 视角 基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展 刘 彤１，２ ， 秦伟捷２∗ ， 杨洪军１∗

（１． 中国中医科学院医学实验中心， 中医药防治重大疾病基础研究北京市重点实验室， 北京 １００７００； ２． 医学蛋白质组全国重点实验室， 国家蛋白质科学中心（ 北京） ， 北京蛋白质组研究中心， 军事科学院军事医学研究院， 北京 １０２２０６）

摘要：药物靶点是体内与药物分子结合的生物大分子。 因此药物靶点的系统鉴定对于充分认识药物作用机制、疗 效以及可能的副作用至关重要；同时全面的靶点识别可以加速药物发现及候选药物筛选的进程。 生物质谱具有采 集速度快、分辨率和灵敏度高等特点，是蛋白质组深度鉴定和准确定量的关键工具；基于质谱的蛋白质组学技术有 助于系统性鉴定与小分子药物结合的蛋白质，阐述蛋白质⁃药物相互作用，在药物靶点筛选领域大显身手。 常用的 先进行标记再结合亲和富集的药物靶点表征方法需要对药物分子化学衍生，这既耗时也可能会改变药物的亲和 力，同时衍生基团产生的空间效应可能会阻断药物和靶点相互作用，加大了靶点鉴定的难度。 因此，无需衍生的药 物靶点鉴定方法受到广泛关注。 蛋白质受到温度、ｐＨ、变性剂以及机械力等条件的影响会发生变性、展开和沉淀。 小分子药物与蛋白质结合可能改变蛋白质折叠平衡，稳定靶蛋白的构象，与游离蛋白相比，更能抵抗不同条件诱导 的蛋白质沉淀。 基于以上原理，联合蛋白质组学和生物质谱技术，目前已经发展了多种基于蛋白质沉淀的药物靶 点规模化鉴定方法，包括热蛋白质组分析方法、溶剂诱导蛋白质沉淀方法、机械应力诱导蛋白质沉淀方法、ｐＨ 依赖 性蛋白质沉淀方法等，用于蛋白质组范围内的药物靶点筛选。 本综述介绍了该领域近十年报道的药物靶点发现和 药物⁃蛋白质相互作用研究方法，总结了这些方法的特点及其在药物疗效评价、药物发现等方面的发展前景。 关键词：生物质谱；药靶鉴定；蛋白质沉淀；蛋白质组学 中图分类号：Ｏ６５８

Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ＬＩＵ Ｔｏｎｇ １，２ ， ＱＩＮ Ｗｅｉｊｉｅ ２∗ ， ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇｊｕｎ１∗

（１． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｍａｊｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００７００， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ， Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ

（ Ｂｅｉｊｉｎｇ） ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｆｅｏｍｉｃｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ａｒｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｔｈａｔ ｂｉｎｄ ｄｒｕｇ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｉｎ ｖｉｖｏ． Ｔｈｅｒｅ⁃

ｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ⁃ｗｉｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ｐｌａｙｓ ａ ｖｉｔａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｄｒｕｇ ａｃｔｉｏｎ， ｅｆｆｉｃａｃｙ， ａｎｄ ｓｉｄｅ ｅｆｆｅｃｔｓ． Ｔｈｅ ｕｎｂｉａｓｅｄ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ

ｍａｙ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ａｃｑｕｉ⁃

ｓｉｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ， ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ． Ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ⁃ｂａｓｅｄ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｉｔ ｃａｎ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ⁃ｔａｒｇｅｔ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｏｆ ａ ｄｒｕｇ ａｎｄ ｅｌｕｃｉｄａｔｅ ｄｒｕｇ⁃ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ． Ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈ⁃

ｏｄｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｂｅｌｉｎｇ⁃ｂａｓｅｄ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ， ｒｅｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｕｇ ∗收稿日期：２０２３⁃１１⁃２３

∗通讯联系人．Ｔｅｌ：（０１０）６１７７７１１１，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ａｕｎｐ＿ｄｎａ＠ １２６．ｃｏｍ（ 秦伟捷） ；Ｔｅｌ：（ ０１０） ６４０８９５１８，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｏｎｇｊｕｎ０４２０＠ ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ （ 杨洪军） ． 基金项目：中国中医科学院科技创新项目（ ＣＩ２０２１Ｂ０１７） ；中国博士后科学基金项目（２０２３Ｔ１６０７２７） ．

Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｔｅｍ： Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ （ Ｎｏ． ＣＩ２０２１Ｂ０１７） ； Ｃｈｉｎａ Ｐｏｓｔｄｏｃｔｏｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ （ Ｎｏ． ２０２３Ｔ１６０７２７） ． · ６１４· 色 谱 第 ４２ 卷

ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｉｍｅ⁃ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ ｂｕｔ ｍａｙ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ｔｏ⁃ ｗａｒｄｓ ｉｔｓ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐｓ ｍａｙ ｂｌｏｃｋ ｉｎｔｅｒ⁃

ａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａｆｆｉｎｉｔｙ⁃ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｈａｔ ｄｏ ｎｏｔ ｒｅｑｕｉｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ ａｔｔｅｎ⁃ ｔｉｏｎ． Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｍａｙ ｕｎｄｅｒｇｏ ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ， ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ， ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉ⁃

ｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ， ｅｘｔｒｅｍｅ ｐＨ， ｄｅｎａｔｕｒａｎｔｓ， ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ． Ｂｉｎｄｉｎｇ ｔｏ ｓｍａｌｌ⁃ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｄｒｕｇｓ ｍａｙ ａｌｔｅｒ ｔｈｅ ｆｏｌｄｉｎｇ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ． Ｔｈｅ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌ⁃ ｉｔｙ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｂｙ ｂｉｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｄｒｕｇｓ， ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ⁃ｄｒｕｇ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ ａｒｅ

ｍｏｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｈａｎ ｆｒｅｅ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｖａｒｉｏｕｓ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉ⁃

ｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃， ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ⁃， ａｎｄ ｐＨ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａ⁃

ｔｉｏｎ． Ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍａｌｌ⁃ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ， ｗｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ

ｈｉｇｈ⁃ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ａｎｄ ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｒｕｇｓ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ ｄｅｃａｄｅ． Ｗｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｄｒｕｇ⁃ｅｆｆｉｃａｃｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｉｏｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ； ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ； ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ 大多数临床可用药物通过结合一种或几种靶蛋 以质谱为基础的蛋白质组学的飞速发展，亲和富集 白发挥治疗效果，药物疗效很大程度上取决于药物 方法已被用于系统地探索药物的蛋白质靶点，为全 与靶点结合的亲和力，而不良反应通常是由于药物

面分析蛋白质组内的药物相互作用提供了一种灵敏 在毒性易感细胞中的过度结合或与其他蛋白质的脱 且特异的工具。 例如，Ｏｎｇ 等 ［１０］ 发展了一种将亲和 靶结合所致。 药物靶点的识别在医学指导、患者分 富集与定量蛋白质组学相结合的方法，为研究小分 层策略、不良反应预测以及促进临床应用等方面发 子药物作用机制提供了强有力的工具，成功应用于 挥着重要作用 ［１］ ，因此系统性识别药物靶点是药物 全面开发的关键一步 ［２，３］ 。 随着生物质谱技术的发 展，基于质谱的蛋白质组学可以在短时间内实现几 乎完整的蛋白质组分析

［４］ ，为阐明疾病失调机制和 监测药物作用提供了独特的功能维度信息 药物靶点全面系统鉴定中发挥着重要作用 ［５，６］ ［７］ 。 ，在 激酶抑制剂的靶点鉴定 ［１１］ 。 然而由于蛋白质组具 有高动态范围的特点，分析结果偏向于高丰度的蛋 白质，低丰度的靶蛋白可能会被遗漏，导致假阴性结 果。 因此，这种方法一般适用于研究丰度较高的蛋 白质药物。 此外，为实现亲和富集而在药物上引入 的衍生基团可能会改变小分子的特异性或亲和力，

早期药物靶标的鉴定是基于亲和富集的方法， 从而导致对靶标的假阳性识别；同时衍生基团产生 首先将药物分子进行化学衍生以修饰亲和标签（ 一 空间效应，也增加了靶点确定的难度。 因此在基于 般为生物正交基团或富集基团） ，与细胞裂解液孵 育后通过亲和反应基团分离出与药物分子相互作用 的蛋白质。 早期应用此方法发现环状四肽 ｔｒａｐｏｘｉｎ 在哺乳 动 物 中 的 作 用 靶 点 是 组 蛋 白 去 乙 酰 化 酶 （ ＨＤＡＣｓ）

［８］ ；鉴定出 ＦＫＢＰ１２ 是免疫抑制剂大环内 酯 ＦＫ５０６ 和雷帕霉素（ ｒａｐａｍｙｃｉｎ） 的受体 ［９］ 。 随着 亲和富集的方法中保持化学衍生药物的结构和活性 是具有挑战性的。 考虑到亲和富集的不足，迫切需要发展无需药 物衍生的高灵敏度方法，以期实现蛋白质组范围内 的药物靶点指认。 众所周知，药物与天然状态下的 蛋白质结合可以改变蛋白质的折叠平衡，药物⁃蛋白 引用本文：刘彤，秦伟捷，杨洪军． 基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展． 色谱，２０２４，４２（７） ：６１３－６２２．

ＬＩＵ Ｔｏｎｇ， ＱＩＮ Ｗｅｉｊｉｅ， ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇｊｕｎ． Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２０２４，４２（７） ：６１３－６２２． 第７期 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

· ６１５· 质复合物的能态比游离蛋白质低，因此与游离蛋白 ＣＥＴＳＡ 方法是验证药物靶点结合的有价值的工具。 质相比，药物结合后的蛋白质需克服更高的能量势 得益于以质谱为基础的蛋白质组学的飞速发 ，从而稳定蛋白质的构象。 展，Ｓａｖｉｔｓｋｉ 及其同事 ［１４，１５］ 进一步扩展了 ＣＥＴＳＡ 方 高温、极端 ｐＨ 值、氧化剂、有机溶剂及机械应力（ 图 以及挖掘响应药物功效的分子生物标志物。 他们将

垒方能达到展开状态 ［１２］ 蛋白质在不同条件下会发生变性、展开和沉淀，包括 １） 。 从理论上讲，结合了药物的蛋白质比游离蛋白 质更稳定，可以抵抗不同条件诱导的沉淀，因此这些 促使蛋白质沉淀的方法都可以为药物靶点鉴定提供 思路。 该思路无需对感兴趣的药物进行化学衍生 化，因此受到研究者们的青睐。 研究者们以此为基 础，开发了多种基于蛋白质沉淀的靶点筛选方法用 于破译药物⁃蛋白质相互作用，本文归纳总结了近十 年来报道的相关新方法并进行评述。

法以突破药物发现的瓶颈，即鉴定药物靶点、脱靶点 ＣＥＴＳＡ 方法与基于多重定量质谱的蛋白质组学相 结合，建立了细胞中全蛋白质组范围的热稳定性测 定方法， 称 为 热 蛋 白 质 组 分 析 （ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ， ＴＰＰ） 方法。 此方法可同时监测 １０ 种温 度条件下可溶性蛋白质的热稳定性变化，通量绘制 多种蛋白质的熔化曲线。 与 ＣＥＴＳＡ 方法类似，用

药物和载体对照处理细胞后，将样品分成 １０ 等份， 每等份短暂加热到相应温度，同样收集可溶性馏分， 每个温度点样品经胰蛋白酶处理后用不同的稳定同 位素质量标签标记，１０ 种温度条件下的样品混合后 通过 ＬＣ⁃ＭＳ ／ ＭＳ 分析，利用 ＭＳ ／ ＭＳ 谱图中获得的 肽段报告离子强度绘制可溶性蛋白馏分的完整熔化 曲线并计算每种蛋白质的熔点。 不加药物处理的细 胞也进行相同操作，最后通过药物结合引起的熔点

图 １ 诱导蛋白质变性的几种条件 Ｆｉｇ． １ Ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｔｈａｔ ｉｎｄｕｃｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ １ 基于热诱导沉淀的方法 １．１ 可溶性组分的热稳定性变化分析 ２０１３ 年，Ｓｃｉｅｎｃｅ 期刊上报道了一种直接监测 细胞内药物与蛋白质相互作用的方法，称为细胞热 迁移实验（ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｉｆｔ ａｓｓａｙ， ＣＥＴＳＡ） 方 法

［１３］ 。 其原理是当蛋白质受到热刺激时，通常不可 逆地展开并暴露出疏水核心，进而蛋白质聚集生成 沉淀。 在同等温度下，与药物结合后的蛋白质更加 稳定，抵抗高温诱导的展开，从而抵抗热诱导沉淀， 使得热熔曲线发生明显变化。 因此可通过比较药物

变化来确定目标蛋白质，以此得到药物靶点等感兴 趣的信息。 为了验证 ＴＰＰ 方法识别结合靶标的能 力，利用 ＴＰＰ 方法监测了广谱型抑制剂星形孢菌素 （ ｓｔａｕｒｏｓｐｏｒｉｎｅ） 和 ＧＳＫ３１８２５７１ 的结合靶点，发现 多种激酶靶点的熔化温度发生变化，并影响包括激 酶复合物的调节亚基在内的其他蛋白质热位移；此 外他们发现亚铁螯合酶 ＦＥＣＨ 是几种激酶抑制剂 的脱靶点。 ＴＰＰ 方法一经报道备受科学家关注，其 不仅在揭示药物靶标和非靶标方面取得了巨大成

功，在探测代谢物⁃蛋白质相互作用 ［１６］ 、蛋白质⁃蛋白 质相互作用 ［１７］ ，甚至是蛋白质翻译后修饰方面也取 得了巨大成功 ［１８］ 。 ＣＥＴＳＡ 方法也应用于检测体内给药后组织中 单个药物靶点的热稳定性变化 ［１９］ ； ＴＰＰ 方法在细 胞和裂解液层面规模化监测蛋白质的热稳定变化， 及载体对照处理的样品在高温下可溶性蛋白质的含 实现了蛋白质组范围内药物⁃蛋白质相互作用的研 量来测定蛋白质稳定性的变化，以验证药物结合的

究；然而为了更直观准确地预测药物疗效和不良反 目标蛋白质。 具体而言，等份的细胞裂解液经过一 应，将靶标和脱靶标鉴定从简单的细胞体系转化为 系列升温处理，冷却后离心得到可溶性部分，通过蛋 白质印迹（ Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ） 对可溶性馏分中的目标蛋 体内 研 究 充 满 了 挑 战 ［２０］ 。 直 到 ２０２０ 年 Ｐｅｒｒｉｎ 等 ［２１］ 基于 ＴＰＰ 方法，发展了组织 ＴＰＰ（ ｔｉｓｓｕｅ ｔｈｅｒ⁃

白质定量，进而绘制热熔曲线。 应用此方法验证了 ｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ， ｔｉｓｓｕｅ⁃ＴＰＰ） 方法，其通过 一系列与重要蛋白靶点结合的药物，监测了药物在 使用定量质谱法检测蛋白质组热稳定性变化来评估 癌细胞系中的转运、激活。 此外，此方法也用于动物 药物治疗动物组织样品中小分子药物与蛋白质的结 组 织 裂 解 液 中 药 物 靶 点 验 证 及 药 物 分 布 研 究。 合以及可能的脱靶效应，帮助阐明药物在生物体内

· ６１６· 色 发挥作用的机制。 通过静脉注射非共价组蛋白去乙 酰化酶抑制剂帕比司他（ ｐａｎｏｂｉｎｏｓｔａｔ） 进入大鼠体 谱 第 ４２ 卷 加入磁性微粒（ 羧基修饰，粒径 １ μｍ） ，经过热处理 后磁性分离得到微粒，最后将沉淀在微粒上的蛋白 内，取组织切片，按照 ＴＰＰ 方法进行定量质谱分析， 质进行洗涤、烷基化、酶解、标记和定量蛋白质组分 与在体外直接帕比司他处理大鼠组织切片相比，蛋 析。 热诱导的蛋白质沉淀过程由微粒辅助，加热后

白质组的热稳定性变化具有较高的一致性，同时绘 蛋白质展开并聚集在微粒表面，与游离蛋白质相比， 制和概括了帕比司他在大鼠肝脏、肺、肾脏和脾脏中 与药物结合的靶蛋白更能抵抗微粒表面的聚集；基 的热稳定性图谱和靶点。 此外，相较于动物组织活 于此原理，药物处理组和载体处理组在微粒表面聚 检，在人体研究中通常更容易获得血液样本，因此研 集的热稳定性差异蛋白质即为药物靶蛋白。 使用 究者们将 ｔｉｓｓｕｅ⁃ＴＰＰ 方法扩展优化以应用于全血

ＭＡＰＳ 方法成功鉴定到甲氨蝶呤（ ｍｅｔｈｏｔｒｅｘａｔｅ） 的 样品中热蛋白质组稳定性分析（ 称为 ｂｌｏｏｄ⁃ＴＰＰ） 方 法，血液样品与帕比司他孵育后，无需额外的实验步 骤即可直接进行热处理，最终结果揭示了 ＨＤＡＣ１、 ＨＤＡＣ２、ＨＤＡＣ６ 靶点以及 ＴＴＣ３８ 脱靶点，与在细胞 系和组织切片中的结果一致，还发现了新的靶蛋白 ＺＮＦ５１２，表明了 ｂｌｏｏｄ⁃ＴＰＰ 方法在临床环境中应用 的潜力。 ＣＥＴＳＡ 方法可以监测活细胞中药物处理后蛋

直接作用靶点二氢叶酸还原酶（ ＤＨＦＲ） ，同样地也 找到了雷替曲塞（ ｒａｌｔｉｔｒｅｘｅｄ） 、环孢菌素 Ａ（ ｃｙｃｌｏｓ⁃ ｐｏｒｉｎ Ａ） 和 ＳＨＰ０９９ 的已知靶点，证明了 ＭＡＰＳ 方 法 筛 选 药 物 靶 点 的 可 行 性； 靶 向 格 尔 德 霉 素 （ ｇｅｌｄａｎａｍｙｃｉｎ） 的蛋白质和脱靶蛋白质也被找到； 此外，在星形孢菌素的靶点鉴定中，ＭＡＰＳ 方法共找 到 ３２ 种蛋白激酶，特异性高达 ８０％ 。

微粒的引入简化了整个样品制备工作流程，整 白质的热稳定性变化，核实药物的目标靶蛋白，实现 个过程在微粒表面方便地进行，无需任何转移，使得 生理相关环境中药物⁃蛋白质相互作用的评估，这是 样品损失最小化。 值得一提的是，ＭＡＰＳ 方法的初 药物发现研究的重要一步，但是无法发现其他潜在 的靶点。 因为大多数候选药物甚至批准的药物可能 始蛋白质使用量仅 ２０ μｇ，是 ＴＰＰ 方法的 １ ／ １０，因 此 ＭＡＰＳ 方法与微量样本中药物靶点研究相兼容

有多个生理靶点，为此 ＴＰＰ 方法应运而生，其可以 的优势填补了针对沉淀组分的靶标筛选策略的空 并行评估数千种蛋白质以获得直接和间接的药物靶 白。 然而利用细胞裂解物研究药物靶点，ＭＡＰＳ 方 点 ［１５］ ，提前发现药物与意想不到的靶点相互作用所 介导的毒性作用以及缺乏靶点参与造成的药物疗效 降低 ［２２］ ，为全面理解和合理设计药物提供了数据参 考。 值得一提的是，这些方法仅分析可溶性组分，遗 漏了含有丰富药物稳定性变化信息的沉淀组分。 １．２

法只能揭示与药物分子相互作用的直接靶点，而无 法识别与药物代谢物相互作用的间接靶点；此外因 需要使用 微 粒 辅 助， 此 方 法 无 法 用 于 活 细 胞 中 的 研究。 基于热诱导的蛋白质稳定性变化，可溶性组分 沉淀组分的热稳定性变化分析 与沉淀组分含有互补信息，将两者结合起来可以提 分析热诱导后蛋白质组样品的可溶部分，这一 高药物靶点识别的特异性和灵敏度。 Ｒｕａｎ 等 ［２５］ 将 策略已在药物靶标筛选领域大显身手。 理论上，上

热诱导的沉淀和上清液含有的蛋白质稳定信息结 清液与沉淀组分均可揭示药物结合的靶蛋白热稳定 合，联合内部开发的基于深度学习的数据处理算法 性变化；然而由于需要再溶解沉淀组分中的蛋白质， 会影响批次重复性，同时有限的样品产生的沉淀较 少甚至看不见，难以处理，这些原因使得沉淀组分的 研究更为困难，阻碍了其应用和发展。 得益于在蛋 白质组样品制备中大展拳脚的微粒辅助的蛋白质聚 集 捕 获 （ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ⁃ｂａｓｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｃａｐｔｕｒｅ， ＰＡＣ） 方 法 的 出 现

， Ｌｙｕ 等 ＩＢＲ⁃ＣＮＮ，发展了包括沉淀组分信息的 ＴＰＰ （ ｐｒｅ⁃ ｃｉｐｉｔａｔｅ⁃ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ＴＰＰ， ＰＳＴＰＰ） 新方法，实现更加 全面的药物靶点信息指认。 该研究使用模型药物星 形孢菌素评估 ＰＳＴＰＰ 方法的性能，确定了 ９９ 个激 酶靶点，灵敏度提高了 ９４％ 。 基于 ＰＳＴＰＰ 方法良好 的性能，研究者进一步表征了雷帕霉素的结合靶点； 在 ＴＰＰ 结果显示已知靶点 ＦＫＢＰ１Ａ 在鉴定中表现出最明

方法与 ＰＡＣ 方法的基础上提出了微粒辅助沉淀筛 显的稳定性，同时 ＫＦＢＰ２ 和 ＫＦＢＰ３ 也有明显的稳 选（ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ， 定性。 尽管 ＦＫＢＰ１Ａ 有显著的稳定性，但其仅在沉 ＭＡＰＳ） 方法。 在药物或载体处理的细胞裂解液中 淀组分中观察到明显位移，再次突出了同时检测沉 ［２３］ ［２４］ 第７期 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

淀组分的重要性。 此外，ＰＳＴＰＰ 方法仅使用更有效 的温度范围（４７ ～ ５９ ℃ ） ，与 ＴＰＰ 方法相比，显著简 · ６１７· 质，展开后的聚集可能是不完整的，或者根本不发 生。 因为膜蛋白不易溶解，最初的方法并不适用于 化了实验流程，缩短了大约一半的时间及串联质量 靶向膜蛋白的药物研究，经过研究者不懈努力，此方 标记（ ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｔａｇ， ＴＭＴ） 试剂。 与 ＭＡＰＳ 方

法 可 以 扩 展 应 用 于 跨 膜 蛋 白⁃药 物 相 互 作 用 的 研 法不同的 是， 此 方 法 可 用 于 活 细 胞 中 药 物 靶 点 的 研究。 总之，热稳定性相关方法（ 图 ２） 广泛适用于基 础研究以及临床前和临床环境。 需要注意地是，并 非所有的蛋白质都容易沉淀，特别是在与细胞结构 完整性相容的温度下，因此，对于小的和亲水的蛋白 Ｆｉｇ． ２ ２

究 ［２６－２８］ 。 然而该方法无法研究对温度没有反应的 靶蛋白，同时熔化曲线拟合不良的蛋白质会被过滤 掉，这也增加了丢失重要靶点或功能蛋白的风险。 除此之外，ＴＰＰ 方法需要在 １０ 个温度下加热大量 样品以生成完整熔化曲线，昂贵的 ＴＭＴ 试剂以及复 杂繁琐的工作流程也阻碍了 ＴＰＰ 方法的进一步应用。

图 ２ 基于热诱导方法药物靶点鉴定流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ａ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ （ ＴＰＰ） ＴＭＴ： ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｔａｇ． 常用的化学试剂，如丙酮、乙醇、乙酸等。 两等份的 溶剂诱导蛋白质沉淀的方法

细胞裂解液分别与药物和对照载体孵育后，添加有 有机溶剂通过降低溶液介电常数和破坏蛋白质 机溶剂混合物（ 丙酮⁃乙醇⁃乙酸，体积比为 ５０ ∶ ５０ ∶ ；药物⁃蛋白复合物 ０􀆰 １） 引发蛋白质变性和沉淀，离心得到的可溶性蛋 来展开，因此，与药物结合的靶蛋白对有机溶剂诱导 行质谱鉴定，定量蛋白质组分析确定药物的靶点。 水化膜使蛋白质变性和沉淀 ［２９］ 具有较低的能态，与游离蛋白相比需要更多的能量 的变性和沉淀具有更强的抵抗力。 Ｚｈａｎｇ 等

白质经蛋白质组学样本前处理和二甲基化标记后进 利 使用已知靶点的模型药物甲氨蝶呤和 ＳＮＳ⁃０３２ 经 ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ， ＳＩＰ） 方法来确定药 ＤＨＦＲ，同样地也找到了 ＳＮＳ⁃０３２ 的两个已知靶点 ［３０］ 用这 一 特 点 发 展 了 溶 剂 诱 导 蛋 白 沉 淀 （ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ 物的靶点以及脱靶效应（ 图 ３） 。 该方法使用实验室 Ｆｉｇ． ３

ＳＩＰ 方法处理后质谱分析鉴定出了甲氨蝶呤的靶点 ＣＤＫ２ 和 ＧＳＫ⁃３α，因此表明了 ＳＩＰ 方法在药物特异 图 ３ ＳＩＰ 的流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ （ ＳＩＰ） · ６１８· 色 性靶点指认方面的可行性。 进一步使用泛激酶抑制 剂星形孢菌素验证了 ＳＩＰ 方法识别靶标结合的能

谱 第 ４２ 卷 导致蛋白质聚集甚至沉淀 ［３３］ 。 基于此，机械应力可 以作为药物靶点筛选的潜在驱动力；蛋白质在机械 力，尽管质谱鉴定到了上千种蛋白质，但仅有很少量 应力作用下会发生变性，导致蛋白质聚集，而结合药 的蛋白质与药物结合后发生明显变化，经过定量蛋 物的蛋白质复合物会阻止靶蛋白的聚集。 然而，在 白质比较筛选出 ９ 种激酶靶点，同时还发现了 １１ 种

与药物结合后稳定的非激酶，这与之前报道的非激 酶可能是激酶抑制剂的靶点的结论相一致 ［１４］ 。 格 尔德霉素因严重的副作用已退出临床 ［３１］ ，应用 ＳＩＰ 成 功 鉴 定 出 其 ３ 个 已 知 蛋 白 靶 点 ＨＳＰ９０ＡＡ１、 ＨＳＰ９０ＡＢ１ 和 ＨＳＰ９０Ｂ１，并首次鉴定出 ＮＡＤＨ 脱氢 酶亚基 ＮＤＵＦＶ１ 和 ＮＤＵＦＡＢ１ 等多个潜在脱靶蛋 白，这可能是造成副作用的原因 ［３０］ 。 Ｍｅｎｇ 等 ［３２］ 利 用化学变性剂诱导蛋白质沉淀的方法评估药物诱导 的蛋白质折叠自由能变化，以识别药物的蛋白质靶 点，结合基于质谱的蛋白质组学方法，规模化量化蛋 白质⁃药物的相互作用，称为化学变性剂诱导蛋白沉

运输过程中，蛋白质产品总是经过长时间的振荡，然 后开始沉淀。 也就是说，机械应力一般需要较长时 间才能诱导蛋白质沉淀，这不利于实验室靶点筛选， 因此 Ｌｙｕ 等 ［３４］ 在蛋白质溶液中引入微粒形成涡流 来提高机械应力；在汽液、固液和液液界面处的界面 应力可诱导和强化蛋白质聚集 ［３５］ ，以此加速蛋白沉 淀，缩短时间，由此发展了机械应力诱导蛋白质沉淀

（ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ， ＭＳＩＰＰ） 方法（ 图 ４） ，扩充了无修饰药物靶点筛选方 法。 与前面介绍的 ＭＡＰＳ 方法类似，将诱导蛋白质 变性的机制由加热替换为机械应力。 药物和载体对 淀方法 （ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｎａｔｕｒａｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉ⁃ 照处理的细胞裂解液加入微粒后置于涡旋混匀器上

同的是使用盐酸胍（ ＧｄｍＣｌ） 代替有机溶剂使蛋白 后进行蛋白质组学分析。 由于药物结合蛋白质对机 ｔａｔｉｏｎ， ＣＰＰ） 。 ＣＰＰ 方法与 ＳＩＰ 方法流程类似，不 涡旋，以诱导蛋白质聚集沉淀于微粒表面，磁性分离 质变性沉淀。 ＣＰＰ 方法识别了环孢菌素 Ａ 和格尔 械应力的抵抗力更强，药物处理组的蛋白质沉淀会

德霉素的已知靶点，证明了方法的可行性；同时应用 于泛甲基转移酶抑制剂西奈芬净（ ｓｉｎｅｆｕｎｇｉｎ） 的靶 点鉴定。 总而言之，诱导蛋白质聚集沉淀的有机溶剂和 化学变性剂均是实验室常用的试剂，方法简单；对热 不敏感的药物靶点可能对溶剂诱导敏感，意味着不 同方法识别的靶点信息可以相互补充，为药物靶点 识别提供了强大平台，以更好地了解药物的副作用 和作用机制。 然而 ＳＩＰ 方法仅分析可溶性部分，含

比载体处理组少。 使用 ＭＳＩＰＰ 方法成功地鉴定出

４ 种临床药物（ 雷替曲塞、甲氨蝶呤、ＳＨＰ０９９ 和格尔 德霉素） 的已知靶点 以 及 星 形 孢 菌 素 的 几 十 种 靶 点；此外，ＭＳＩＰＰ 方法不仅鉴定到雷替曲塞的已知 靶点 ＴＹＭＳ，还首次发现其可以与 ＤＨＦＲ 结合并影 响 ＤＨＦＲ 的机械稳定性 ［３４］ 。 ＭＳＩＰＰ 方法从新角度揭示药物⁃蛋白质相互作 用，为蛋白质组水平的药物靶点筛选提供了一个标 准的操作方案，是其他无修饰药物靶点筛选方法的

有丰富药靶证据的沉淀组分被舍弃，可能会遗漏部 补充。 然而 ＭＳＩＰＰ 方法也有自身的不足，首先微粒 分重要信息。 的引入限制了其在活细胞中的应用；其次有些蛋白 ３ 质易被微粒捕获，而有些蛋白质则是天然顽固的，需 机械应力诱导的方法 蛋白质通过混合和搅拌承受很高的机械应力， Ｆｉｇ． ４ 要更多的机械应力才能沉淀。 因此当使用不同的机 器提供机械应力时应优化机械应力诱导沉淀的参数。

图 ４ ＭＳＩＰＰ 方法的实验流程图（ 仅展示重要步骤） Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ （ ＭＳＩＰＰ） ｍｅｔｈｏｄ 第７期 ４ 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展 · ６１９· ｐＨ 诱导的方法 非蛋白激酶的百分比（ １４％ ） 明显低于内部 ＴＰＰ 方

除了前面提到的蛋白质变性方法，改变 ｐＨ 值 加热和溶剂处理更能使这些蛋白激酶产生差异沉 也可以使蛋白质变性。 降低 ｐＨ 会使蛋白质的氢键 断裂并带正电，从而与酸性试剂阴离子形成不溶的 络合物 ［３６，３７］ 。 基于此原理，Ｚｈａｎｇ 等 ［３８］ 报道了 ｐＨ 依赖性蛋白质沉淀（ ｐＨ⁃ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉ⁃ ｔａｔｉｏｎ， ｐＨＤＰＰ） 方法应用于蛋白质组规模的药物 靶标鉴定（ 图 ５） 。 具体思路如下：在药物及载体对

照处理的细胞裂解液中加入酸性试剂（ 抗坏血酸、 柠檬酸、甲酸、盐酸） 以诱导蛋白质变性沉淀，离心 法（２９％ ） 和 ＳＩＰ 方法（ ３１％ ） ，表明酸性试剂处理比 淀。 ３ 种方法共鉴定到 ６７ 个蛋白激酶，作为广谱激 酶抑制剂，这 ６７ 种靶激酶分布在不同的激酶家族 中；因每种方法都有特异性识别的蛋白激酶，整合 ３ 种方法可以提高药物靶点鉴定的覆盖率，数据表明， ３ 种方法在靶点识别方面具有很好的互补性。 最后 应用 ｐＨＤＰＰ 方法，在双氢青蒿素（ ＤＨＡ） 中筛选出

了 ４５ 个潜在靶点；接着通过分子对接技术和基于人 工智能靶标预测的 ＭｏｌＤｅｓｉｇｎｅｒ 软件包评估了这些 取上清液进行蛋白质稳定性分析。 使用抗坏血酸研 潜在靶点， 发现 ＡＬＤＨ７Ａ１ 和 ＨＭＧＢ１ 两个靶点在 究甲氨蝶呤的靶点，与预期一致，结合了甲氨蝶呤的 两种评估中表现良好，进一步通过 ＣＥＴＳＡ 方法验 ＤＨＦＲ 在抗坏血酸诱导中有显著的稳定性；使用基 证了 ＡＬＤＨ７Ａ１ 和 ＨＭＧＢ１ 与 ＤＨＡ 具有较强的亲

于柠檬酸的 ｐＨＤＰＰ 方法不仅鉴定到甲氨蝶呤的靶 和力，表明 ｐＨＤＰＰ 方法在药物靶点鉴定中具有高 点 ＤＨＦＲ，还发现了另一个靶点 ＴＹＭＳ。 以柠檬酸 可信度。 诱导环孢菌素 Ａ 处理的 ＨｅＬａ 细胞裂解液，收集上 总之，ｐＨＤＰＰ 方法是鉴定药物靶蛋白及揭示药 清液和沉淀分别进行分析，结果表明在上清液和沉 物作用机制的有力工具。 它可以实现蛋白质组范围 淀中均鉴定到了靶蛋白 ＰＰＩＡ，这说明 ｐＨＤＰＰ 方法

内的靶标识别，而不需要化学修饰。 工作流程简单， 可以同时分析上清液和沉淀组分来双重定位药物靶 节省时间。 然而，酸性试剂的使用可能会改变一些 蛋白。 有趣的是，ＰＰＩＡ 在沉淀中显示出更好的特异 小分子药物的酸碱平衡，从而调节它们与靶蛋白的 性，这提示对于低丰度的蛋白质，沉淀物中蛋白质丰 相互作用，需要更多的实验来验证药物靶点发现的 度变化的检测可能更加灵敏和准确。 使用星形孢菌 准确性。 素处理的 Ｋ５６２ 细胞裂解 液 比 较 了 ｐＨＤＰＰ 方 法、

综上，４ 种基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方 ＴＰＰ 方法和 ＳＩＰ 方法，３ 种方法鉴定到了数目相似 法共有优点是无需进行额外的化学修饰，当然每种 的潜在靶点，进一步的靶点分析发现，ｐＨＤＰＰ 方法 检测到 ４２ 个蛋白激酶，而 ＴＰＰ 方法和 ＳＩＰ 方法仅 检测到 ３６ 个和 ３４ 个蛋白激酶，同样 ｐＨＤＰＰ 方法中 Ｆｉｇ． ５ 方法有相应的优缺点和适用范围（ 表 １） ，因此在药 靶筛选中可以用多种方法同时鉴定，鉴定靶点相互 补充，以实现更加全面的靶点筛选。

图 ５ ｐＨ 依赖性蛋白质沉淀方法的流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐＨ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ · ６２０· 色 Ｔａｂｌｅ １ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ⁃ ｉｎｄｕｃｅｄ 第 ４２ 卷 谱

表 １ ４ 种基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的优缺点和适用范围 Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ Ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ

ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ， ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔａｒｇｅｔｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｕｎｒｅ⁃ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｂｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ ｄｒｕｇｓ ｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ， ｌｉｖｉｎｇ ｃｅｌｌｓ， ｔｉｓｓｕｅｓ， ｂｌｏｏｄ

Ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ， ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｍｉｌｄ ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ， ｓｉｍｐｌｅ ｗｏｒｋｆｌｏｗ ｂｙ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｃａｎ ｏｎｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｓｏｌｕｂｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｐＨ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ， ｌｏｗ ｃｏｓｔ， ｓｉｍｐｌｅ ｗｏｒｋｆｌｏｗ

ｓｈｉｆｔｉｎｇ ａｃｉｄ⁃ｂａｓｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｄｒｕｇｓ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ ５ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｌｉｖｉｎｇ ｃｅｌｌｓ 发展以及相关方法在微量样本中的应用，使得未来

因为亲和富集方法的靶点鉴定有偏向性，因此 需要设计合成多种衍生基团修饰的药物来全面表征 药物靶点，这是非常耗时耗力的。 相反，基于蛋白质 沉淀的直接靶标分析可以在广泛的亲和力范围内检 测小分子⁃靶点相互作用，不需要耗时的药物衍生设 计，同时借助质谱蛋白质组技术高灵敏和深覆盖的 特点使该策略更具吸引力。 本文从诱导蛋白质沉淀 的角度出发，综述了近十年来药物靶点鉴定方法的 在少数或单个细胞中同时实现快速且高通量的多种 药物靶点筛选和作用机制研究成为可能。 参考文献： ［１］ ［２］ ［３］

发展，这些方法的显著特点是不需要对药物进行修 饰，在药物靶点鉴定和发现方面取得了显著进步。 值得注意的是，由于在不同变性条件下蛋白质的敏 感性不同，使得蛋白质溶解度不同，利用不同变性条 件沉淀蛋白质的方法进行药物靶点筛选时，可能会 鉴定出不同的靶点。 同时与经典的亲和富集方法相 比，无衍生化方法的靶点发现能力仍有不足，研究发 现将泛抑制剂星形孢菌素化学衍生后亲和富集，在 ［３９］ ，而使用无修饰的

［４］ ［５］ ［６］ ［７］ ［８］ 方法（ ＴＰＰ 方法） 在相同细胞系仅鉴定到 ５１ 个蛋白 ［９］ 法，获得互补信息，实现更全面的靶点鉴定。 每种方 ［１０］ 激酶 ［１４］ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ 样品制备平台层出不穷，质谱技术和机器学习飞速 总结与展望 Ｋ５６２ 细胞中发现 ２２９ 个靶点 ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ 。 因此在药物靶点鉴定时，需要结合不同方

法都有优点和局限性，但各种成功案例证明了无需 药物衍生的药靶筛选方法在识别疾病和药物作用机 制、指认脱靶作用以及提供药物再利用证据等方面 的可行性。 将这些方法系统地嵌入到药物发现进程 中可以极大地缩短药物研发周期，及时止损，减少后 期损耗。 基于质谱的蛋白质组技术在阐明疾病失调机制 和监测药物作用研究中发挥着重要作用，可用的仪 器、软件和工作流程变得越来越成熟和强大。 尽管 与 ＲＮＡ 测序等其他组学技术相比，蛋白质组学在灵 敏度和覆盖度方面仍有不足，但它可以提供与疾病 和药物作用机制直接相关的信息。 目前各种自动化

［１１］ ［１２］ ［１３］ ［１４］ ［１５］ ［１６］ ［１７］ ［１８］ ［１９］ Ｏｈｋｉ Ｙ， Ｓａｋｕｒａｉ Ｈ， Ｈｏｓｈｉｎｏ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０１９， ２６（１） ： １３７ Ｓｃｈｉｒｌｅ Ｍ， Ｊｅｎｋｉｎｓ Ｊ Ｌ． Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖ Ｔｏｄａｙ， ２０１６， ２１ （ １） ： ８２ Ｇｏｎｇ Ｌ， Ｋａｎｇ Ｊ Ｗ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，

２０２０， ３８（８） ： ８７７ 宫莉， 康经武． 色谱， ２０２０， ３８（８） ： ８７７ Ｂｅｋｋｅｒ⁃Ｊｅｎｓｅｎ Ｄ Ｂ， Ｋｅｌｓｔｒｕｐ Ｃ Ｄ， Ｂａｔｔｈ Ｔ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ ｓｙｓ⁃ ｔｅｍｓ， ２０１７， ４（６） ： ５８７ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ Ｆ， Ｇｅｄｄｅｓ⁃ＭｃＡｌｉｓｔｅｒ Ｊ， Ｍａｎｎ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｒｅｖ Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ， ２０２２， ２１（９） ： ６３７

Ｄｕｅñａｓ Ｍ Ｅ， Ｐｅｌｔｉｅｒ⁃Ｈｅａｐ Ｒ Ｅ， Ｌｅｖｅｒｉｄｇｅ Ｍ， ｅｔ ａｌ． ＥＭＢＯ Ｍｏｌ Ｍｅｄ， ２０２３， １５（１） ： ｅ１４８５０ Ｌｉ Ｊ Ｙ， Ｗａｎｇ Ｇ Ｓ， Ｙｅ Ｍ Ｌ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏ⁃ ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ２０２３， ４１（１） ： １４ 李佳颖， 王国胜， 叶明亮， 等． 色谱， ２０２３， ４１（１） ： １４

Ｔａｕｎｔｏｎ Ｊ， Ｈａｓｓｉｇ Ｃ Ａ， Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ Ｓ Ｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， １９９６， ２７２ （５２６０） ： ４０８ Ｂｒｏｗｎ Ｅ Ｊ， Ａｌｂｅｒｓ Ｍ Ｗ， Ｂｕｍ Ｓｈｉｎ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔｕｒｅ， １９９４， ３６９（６４８３） ： ７５６ Ｏｎｇ Ｓ⁃Ｅ， Ｓｃｈｅｎｏｎｅ Ｍ， Ｍａｒｇｏｌｉｎ Ａ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ Ｕ Ｓ Ａ， ２００９， １０６（１２） ： ４６１７

Ｌｅｅ Ｐ Ｙ， Ｙｅｏｈ Ｙ， Ｌｏｗ Ｔ Ｙ． ＦＥＢＳ Ｊ， ２０２３， ２９０（１１） ： ２８４５ Ｌｙｕ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｙｅ Ｍ． ＴｒＡＣ⁃Ｔｒｅｎｄｓ Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０２０， １２４： １１５５７４ Ｍｏｌｉｎａ Ｄ Ｍ， Ｊａｆａｒｉ Ｒ， Ｉｇｎａｔｕｓｈｃｈｅｎｋｏ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１３， ３４１（６１４１） ： ８４ Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ Ｍ， Ｒｅｉｎｈａｒｄ Ｆ Ｂ， Ｆｒａｎｋｅｎ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ，

２０１４， ３４６（６２０５） ： １２５５７８４ Ｆｒａｎｋｅｎ Ｈ， Ｍａｔｈｉｅｓｏｎ Ｔ， Ｃｈｉｌｄｓ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｐｒｏｔｏｃ， ２０１５， １０（１０） ： １５６７ Ｓｒｉｄｈａｒａｎ Ｓ， Ｋｕｒｚａｗａ Ｎ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｃｏｍｍｕｎ， ２０１９， １０（１） ： １１５５ Ｔａｎ Ｃ Ｓ Ｈ， Ｇｏ Ｋ Ｄ， Ｂｉｓｔｅａｕ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１８， ３５９ （６３８０） ： １１７０

Ｈｕａｎｇ Ｊ Ｘ， Ｌｅｅ Ｇ， Ｃａｖａｎａｕｇｈ Ｋ Ｅ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ， ２０１９， １６（９） ： ８９４ Ｉｓｈｉｉ Ｔ， Ｏｋａｉ Ｔ， Ｉｗａｔａｎｉ⁃Ｙｏｓｈｉｈａｒａ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉ Ｒｅｐ， ２０１７， 第７期 ［２０］ ［２１］ ［２２］ ［２３］ ［２４］ ［２５］ ［２６］ ［２７］ ［２８］ ［２９］ 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

７（１） ： １３０００ Ｍｏｒｇａｎ Ｐ， Ｖａｎ Ｄｅｒ Ｇｒａａｆ Ｐ Ｈ， Ａｒｒｏｗｓｍｉｔｈ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｄｒｕｇ ［３０］ Ｐｅｒｒｉｎ Ｊ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， Ｋｕｒｚａｗａ Ｎ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ［３１］ Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｒ Ａ， Ｋａｖａｎａｇｈ Ｓ Ｌ， Ｍｅｌｌｏｒ Ｈ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖ ［３２］ Ｂａｔｔｈ Ｔ Ｓ， Ｔｏｌｌｅｎａｅｒｅ Ｍ Ｘ， Ｒüｔｈｅｒ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏ⁃

［３３］ Ｌｙｕ Ｊ， Ｒｕａｎ Ｃ， Ｚｈａｎｇ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０２０， ９２（２０） ： ［３４］ Ｒｕａｎ Ｃ， Ｎｉｎｇ Ｗ， Ｌｉｕ Ｚ， ｅｔ ａｌ． ＡＣＳ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０２２， １７ ［３５］ Ｒｅｉｎｈａｒｄ Ｆ Ｂ， Ｅｂｅｒｈａｒｄ Ｄ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ， ［３７］ Ｄｉｓｃｏｖ Ｔｏｄａｙ， ２０１２， １７（９ ／ １０） ： ４１９ ２０２０， ３８（３） ： ３０３

Ｔｏｄａｙ， ２０１４， １９（３） ： ３４１ ｔｅｏｍｉｃｓ， ２０１９， １８（５） ： １０２７ １３９１２ （１） ： ２５２ ２０１５， １２（１２） ： １１２９ ［３６］ Ｋａｗａｔｋａｒ Ａ， Ｓｃｈｅｆｔｅｒ Ｍ， Ｈｅｒｍａｎｓｓｏｎ Ｎ⁃Ｏ， ｅｔ ａｌ． ＡＣＳ ［３８］ Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ Ｍ， Ｚｉｎｎ Ｎ， Ｆａｅｌｔｈ⁃Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ， ２０１８，

［３９］ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０１９， １４（９） ： １９１３ １７３（１） ： ２６０ Ｃｏｗａｎ Ｄ． Ｃｏｍｐ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐａｒｔ Ａ： Ｐｈｙｓｉｏｌ， １９９７， · ６２１· １１８（３） ： ４２９ Ｚｈａｎｇ Ｘ， Ｗａｎｇ Ｑ， Ｌｉ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０１９， ９２（ １） ： １３６３ Ｏｃｈｅｌ Ｈ⁃Ｊ， Ｅｉｃｈｈｏｒｎ Ｋ， Ｇａｄｅｍａｎｎ Ｇ． Ｃｅｌｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｈａｐｅｒ⁃ ｏｎｅｓ， ２００１， ６（２） ： １０５

Ｍｅｎｇ Ｈ， Ｍａ Ｒ， Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ Ｍ Ｃ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０１８， ９０ （１５） ： ９２４９ Ｋｉｅｓｅ Ｓ， Ｐａｐｐｐｅｎｂｅｒｇｅｒ Ａ， Ｆｒｉｅｓｓ Ｗ， ｅｔ ａｌ． Ｊ Ｐｈａｒｍ Ｓｃｉ， ２００８， ９７（１０） ： ４３４７ Ｌｙｕ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｙ， Ｒｕａｎ Ｃ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｉｍ Ａｃｔａ， ２０２１， １１６８： ３３８６１２

Ｌｉ Ｊ， Ｋｒａｕｓｅ Ｍ Ｅ， Ｃｈｅｎ Ｘ， ｅｔ ａｌ． ＡＡＰＳ Ｊ， ２０１９， ２１： １

Ｇｒｉｇｅｒａ Ｊ Ｒ， ＭｃＣａｒｔｈｙ Ａ Ｎ． Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｊ， ２０１０， ９８（８） ： １６２６ Ｊｉａｎｇ Ｊ， Ｃｈｅｎ Ｊ， Ｘｉｏｎｇ Ｙ Ｌ． Ｊ Ａｇｒｉｃ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ， ２００９， ５７ （１６） ： ７５７６ Ｚｈａｎｇ Ｘ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｗｕ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｅｍ Ｓｃｉ， ２０２２， １３（ ４２） ： １２４０３ Ｋｌａｅｇｅｒ Ｓ， Ｈｅｉｎｚｌｍｅｉｒ Ｓ， Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１７，

３５８（６３６７） ： ｅａａｎ４３６８ 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 作者团队简介 蛋白质分离分析新技术课题组隶属于北京蛋白质组研究中心，在课题组长的带领下，发展了一系列特色 性的低丰度 ／ 修饰蛋白质和外泌体富集材料，核酸⁃蛋白复合物、血液和单细胞蛋白质组分析新方法，显著提 高了鉴定灵敏度和规模。 特别是围绕作为重要诊断标志物和药物靶点的糖基化蛋白质，建立了多种高效富 集、质谱鉴定和数据解析新方法，为糖蛋白质组研究提供了系统性工具。 先后主持国家重大科学研究计划课 题、国家重大科学仪器设备开发专项课题、国家重点研发专项课题以及国家自然科学基金面上项目等。

人才队伍 课题组组长： 秦伟捷研究员 职工及学生： 研究员 １ 人，副研究员 １ 人，博士后及研究生 ２０ 余人 团队精神： 追求真理，勇于探索，唯实唯真，潜心研究 · ６２２· 色 科研项目及成果 谱 第 ４２ 卷 研究领域

科研项目： 国家重大科学研究计划课题，国家重大科 学仪器设备开发专项课题，国家重点研发专项课题以 及国家自然科学基金面上项目等 科研成果： 在 ＪＡＣＳ， Ａｎｇｅｗ， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｅｌｌ， Ｎａｔｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 等国际知名期刊 发表论文 ８０ 余篇。

获奖情况： 国家科技进步二等奖等 仪器设备信息 ＴＩＭＳ⁃ＴＯＦ⁃Ｐｒｏ２ 高 分 辨 质 谱 仪， ＦＡＩＭＳ Ｏｒｂｉ⁃ ｔｒａｐ Ｅｘｐｌｏｒｉｓ ４８０ 高 分 辨 质 谱 仪， ＶＩＯＮ ＩＭＳ ＱＴＯＦ 液相 色 谱⁃质 谱 联 用 系 统， Ｏｒｂｉｔｒａｐ Ｆｕ⁃

ｓｉｏｎ Ｌｕｍｏｓ 三合一高分辨质谱仪，Ｑ Ｅｘａｃｔｉｖｅ ＨＦ 高分辨质谱仪，全自动单细胞分选仪，冷冻 切片机，流式细胞分选仪，超高分辨率共聚焦显 微镜成像系统，蛋白质组学全流程自动化前处 理机器人，生物分子成像仪等

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２０２４ 年 ７ 月 Ｊｕｌｙ ２０２４ Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．７ ６１３ ～ ６２２ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ＤＯＩ： １０．３７２４ ／ ＳＰ．Ｊ．１１２３．２０２３．１１０１９ 视角 基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展 刘 彤１，２ ， 秦伟捷２∗ ， 杨洪军１∗

（１． 中国中医科学院医学实验中心， 中医药防治重大疾病基础研究北京市重点实验室， 北京 １００７００； ２． 医学蛋白质组全国重点实验室， 国家蛋白质科学中心（ 北京） ， 北京蛋白质组研究中心， 军事科学院军事医学研究院， 北京 １０２２０６）

摘要：药物靶点是体内与药物分子结合的生物大分子。 因此药物靶点的系统鉴定对于充分认识药物作用机制、疗 效以及可能的副作用至关重要；同时全面的靶点识别可以加速药物发现及候选药物筛选的进程。 生物质谱具有采 集速度快、分辨率和灵敏度高等特点，是蛋白质组深度鉴定和准确定量的关键工具；基于质谱的蛋白质组学技术有 助于系统性鉴定与小分子药物结合的蛋白质，阐述蛋白质⁃药物相互作用，在药物靶点筛选领域大显身手。 常用的 先进行标记再结合亲和富集的药物靶点表征方法需要对药物分子化学衍生，这既耗时也可能会改变药物的亲和 力，同时衍生基团产生的空间效应可能会阻断药物和靶点相互作用，加大了靶点鉴定的难度。 因此，无需衍生的药 物靶点鉴定方法受到广泛关注。 蛋白质受到温度、ｐＨ、变性剂以及机械力等条件的影响会发生变性、展开和沉淀。 小分子药物与蛋白质结合可能改变蛋白质折叠平衡，稳定靶蛋白的构象，与游离蛋白相比，更能抵抗不同条件诱导 的蛋白质沉淀。 基于以上原理，联合蛋白质组学和生物质谱技术，目前已经发展了多种基于蛋白质沉淀的药物靶 点规模化鉴定方法，包括热蛋白质组分析方法、溶剂诱导蛋白质沉淀方法、机械应力诱导蛋白质沉淀方法、ｐＨ 依赖 性蛋白质沉淀方法等，用于蛋白质组范围内的药物靶点筛选。 本综述介绍了该领域近十年报道的药物靶点发现和 药物⁃蛋白质相互作用研究方法，总结了这些方法的特点及其在药物疗效评价、药物发现等方面的发展前景。 关键词：生物质谱；药靶鉴定；蛋白质沉淀；蛋白质组学 中图分类号：Ｏ６５８

Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ＬＩＵ Ｔｏｎｇ １，２ ， ＱＩＮ Ｗｅｉｊｉｅ ２∗ ， ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇｊｕｎ１∗

（１． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｍａｊｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００７００， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ， Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ

（ Ｂｅｉｊｉｎｇ） ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｆｅｏｍｉｃｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ａｒｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｔｈａｔ ｂｉｎｄ ｄｒｕｇ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｉｎ ｖｉｖｏ． Ｔｈｅｒｅ⁃

ｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ⁃ｗｉｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ｐｌａｙｓ ａ ｖｉｔａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｄｒｕｇ ａｃｔｉｏｎ， ｅｆｆｉｃａｃｙ， ａｎｄ ｓｉｄｅ ｅｆｆｅｃｔｓ． Ｔｈｅ ｕｎｂｉａｓｅｄ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ

ｍａｙ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ａｃｑｕｉ⁃

ｓｉｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ， ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ． Ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ⁃ｂａｓｅｄ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｉｔ ｃａｎ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ⁃ｔａｒｇｅｔ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｏｆ ａ ｄｒｕｇ ａｎｄ ｅｌｕｃｉｄａｔｅ ｄｒｕｇ⁃ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ． Ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈ⁃

ｏｄｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｂｅｌｉｎｇ⁃ｂａｓｅｄ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ， ｒｅｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｕｇ ∗收稿日期：２０２３⁃１１⁃２３

∗通讯联系人．Ｔｅｌ：（０１０）６１７７７１１１，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ａｕｎｐ＿ｄｎａ＠ １２６．ｃｏｍ（ 秦伟捷） ；Ｔｅｌ：（ ０１０） ６４０８９５１８，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｏｎｇｊｕｎ０４２０＠ ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ （ 杨洪军） ． 基金项目：中国中医科学院科技创新项目（ ＣＩ２０２１Ｂ０１７） ；中国博士后科学基金项目（２０２３Ｔ１６０７２７） ．

Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｔｅｍ： Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ （ Ｎｏ． ＣＩ２０２１Ｂ０１７） ； Ｃｈｉｎａ Ｐｏｓｔｄｏｃｔｏｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ （ Ｎｏ． ２０２３Ｔ１６０７２７） ． · ６１４· 色 谱 第 ４２ 卷

ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｉｍｅ⁃ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ ｂｕｔ ｍａｙ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ａｆｆｉｎｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ｔｏ⁃ ｗａｒｄｓ ｉｔｓ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐｓ ｍａｙ ｂｌｏｃｋ ｉｎｔｅｒ⁃

ａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａｆｆｉｎｉｔｙ⁃ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｈａｔ ｄｏ ｎｏｔ ｒｅｑｕｉｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ ａｔｔｅｎ⁃ ｔｉｏｎ． Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｍａｙ ｕｎｄｅｒｇｏ ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ， ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ， ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉ⁃

ｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ， ｅｘｔｒｅｍｅ ｐＨ， ｄｅｎａｔｕｒａｎｔｓ， ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ． Ｂｉｎｄｉｎｇ ｔｏ ｓｍａｌｌ⁃ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｄｒｕｇｓ ｍａｙ ａｌｔｅｒ ｔｈｅ ｆｏｌｄｉｎｇ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ． Ｔｈｅ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌ⁃ ｉｔｙ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｂｙ ｂｉｎｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｄｒｕｇｓ， ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ⁃ｄｒｕｇ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ ａｒｅ

ｍｏｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｈａｎ ｆｒｅｅ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｖａｒｉｏｕｓ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉ⁃

ｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃， ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ⁃， ａｎｄ ｐＨ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａ⁃

ｔｉｏｎ． Ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍａｌｌ⁃ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ， ｗｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ

ｈｉｇｈ⁃ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔｓ ａｎｄ ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｒｕｇｓ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ ｄｅｃａｄｅ． Ｗｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｄｒｕｇ⁃ｅｆｆｉｃａｃｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｉｏｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ； ｄｒｕｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ； ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ 大多数临床可用药物通过结合一种或几种靶蛋 以质谱为基础的蛋白质组学的飞速发展，亲和富集 白发挥治疗效果，药物疗效很大程度上取决于药物 方法已被用于系统地探索药物的蛋白质靶点，为全 与靶点结合的亲和力，而不良反应通常是由于药物

面分析蛋白质组内的药物相互作用提供了一种灵敏 在毒性易感细胞中的过度结合或与其他蛋白质的脱 且特异的工具。 例如，Ｏｎｇ 等 ［１０］ 发展了一种将亲和 靶结合所致。 药物靶点的识别在医学指导、患者分 富集与定量蛋白质组学相结合的方法，为研究小分 层策略、不良反应预测以及促进临床应用等方面发 子药物作用机制提供了强有力的工具，成功应用于 挥着重要作用 ［１］ ，因此系统性识别药物靶点是药物 全面开发的关键一步 ［２，３］ 。 随着生物质谱技术的发 展，基于质谱的蛋白质组学可以在短时间内实现几 乎完整的蛋白质组分析

［４］ ，为阐明疾病失调机制和 监测药物作用提供了独特的功能维度信息 药物靶点全面系统鉴定中发挥着重要作用 ［５，６］ ［７］ 。 ，在 激酶抑制剂的靶点鉴定 ［１１］ 。 然而由于蛋白质组具 有高动态范围的特点，分析结果偏向于高丰度的蛋 白质，低丰度的靶蛋白可能会被遗漏，导致假阴性结 果。 因此，这种方法一般适用于研究丰度较高的蛋 白质药物。 此外，为实现亲和富集而在药物上引入 的衍生基团可能会改变小分子的特异性或亲和力，

早期药物靶标的鉴定是基于亲和富集的方法， 从而导致对靶标的假阳性识别；同时衍生基团产生 首先将药物分子进行化学衍生以修饰亲和标签（ 一 空间效应，也增加了靶点确定的难度。 因此在基于 般为生物正交基团或富集基团） ，与细胞裂解液孵 育后通过亲和反应基团分离出与药物分子相互作用 的蛋白质。 早期应用此方法发现环状四肽 ｔｒａｐｏｘｉｎ 在哺乳 动 物 中 的 作 用 靶 点 是 组 蛋 白 去 乙 酰 化 酶 （ ＨＤＡＣｓ）

［８］ ；鉴定出 ＦＫＢＰ１２ 是免疫抑制剂大环内 酯 ＦＫ５０６ 和雷帕霉素（ ｒａｐａｍｙｃｉｎ） 的受体 ［９］ 。 随着 亲和富集的方法中保持化学衍生药物的结构和活性 是具有挑战性的。 考虑到亲和富集的不足，迫切需要发展无需药 物衍生的高灵敏度方法，以期实现蛋白质组范围内 的药物靶点指认。 众所周知，药物与天然状态下的 蛋白质结合可以改变蛋白质的折叠平衡，药物⁃蛋白 引用本文：刘彤，秦伟捷，杨洪军． 基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展． 色谱，２０２４，４２（７） ：６１３－６２２．

ＬＩＵ Ｔｏｎｇ， ＱＩＮ Ｗｅｉｊｉｅ， ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇｊｕｎ． Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２０２４，４２（７） ：６１３－６２２． 第７期 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

· ６１５· 质复合物的能态比游离蛋白质低，因此与游离蛋白 ＣＥＴＳＡ 方法是验证药物靶点结合的有价值的工具。 质相比，药物结合后的蛋白质需克服更高的能量势 得益于以质谱为基础的蛋白质组学的飞速发 ，从而稳定蛋白质的构象。 展，Ｓａｖｉｔｓｋｉ 及其同事 ［１４，１５］ 进一步扩展了 ＣＥＴＳＡ 方 高温、极端 ｐＨ 值、氧化剂、有机溶剂及机械应力（ 图 以及挖掘响应药物功效的分子生物标志物。 他们将

垒方能达到展开状态 ［１２］ 蛋白质在不同条件下会发生变性、展开和沉淀，包括 １） 。 从理论上讲，结合了药物的蛋白质比游离蛋白 质更稳定，可以抵抗不同条件诱导的沉淀，因此这些 促使蛋白质沉淀的方法都可以为药物靶点鉴定提供 思路。 该思路无需对感兴趣的药物进行化学衍生 化，因此受到研究者们的青睐。 研究者们以此为基 础，开发了多种基于蛋白质沉淀的靶点筛选方法用 于破译药物⁃蛋白质相互作用，本文归纳总结了近十 年来报道的相关新方法并进行评述。

法以突破药物发现的瓶颈，即鉴定药物靶点、脱靶点 ＣＥＴＳＡ 方法与基于多重定量质谱的蛋白质组学相 结合，建立了细胞中全蛋白质组范围的热稳定性测 定方法， 称 为 热 蛋 白 质 组 分 析 （ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ， ＴＰＰ） 方法。 此方法可同时监测 １０ 种温 度条件下可溶性蛋白质的热稳定性变化，通量绘制 多种蛋白质的熔化曲线。 与 ＣＥＴＳＡ 方法类似，用

药物和载体对照处理细胞后，将样品分成 １０ 等份， 每等份短暂加热到相应温度，同样收集可溶性馏分， 每个温度点样品经胰蛋白酶处理后用不同的稳定同 位素质量标签标记，１０ 种温度条件下的样品混合后 通过 ＬＣ⁃ＭＳ ／ ＭＳ 分析，利用 ＭＳ ／ ＭＳ 谱图中获得的 肽段报告离子强度绘制可溶性蛋白馏分的完整熔化 曲线并计算每种蛋白质的熔点。 不加药物处理的细 胞也进行相同操作，最后通过药物结合引起的熔点

图 １ 诱导蛋白质变性的几种条件 Ｆｉｇ． １ Ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｔｈａｔ ｉｎｄｕｃｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ １ 基于热诱导沉淀的方法 １．１ 可溶性组分的热稳定性变化分析 ２０１３ 年，Ｓｃｉｅｎｃｅ 期刊上报道了一种直接监测 细胞内药物与蛋白质相互作用的方法，称为细胞热 迁移实验（ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｉｆｔ ａｓｓａｙ， ＣＥＴＳＡ） 方 法

［１３］ 。 其原理是当蛋白质受到热刺激时，通常不可 逆地展开并暴露出疏水核心，进而蛋白质聚集生成 沉淀。 在同等温度下，与药物结合后的蛋白质更加 稳定，抵抗高温诱导的展开，从而抵抗热诱导沉淀， 使得热熔曲线发生明显变化。 因此可通过比较药物

变化来确定目标蛋白质，以此得到药物靶点等感兴 趣的信息。 为了验证 ＴＰＰ 方法识别结合靶标的能 力，利用 ＴＰＰ 方法监测了广谱型抑制剂星形孢菌素 （ ｓｔａｕｒｏｓｐｏｒｉｎｅ） 和 ＧＳＫ３１８２５７１ 的结合靶点，发现 多种激酶靶点的熔化温度发生变化，并影响包括激 酶复合物的调节亚基在内的其他蛋白质热位移；此 外他们发现亚铁螯合酶 ＦＥＣＨ 是几种激酶抑制剂 的脱靶点。 ＴＰＰ 方法一经报道备受科学家关注，其 不仅在揭示药物靶标和非靶标方面取得了巨大成

功，在探测代谢物⁃蛋白质相互作用 ［１６］ 、蛋白质⁃蛋白 质相互作用 ［１７］ ，甚至是蛋白质翻译后修饰方面也取 得了巨大成功 ［１８］ 。 ＣＥＴＳＡ 方法也应用于检测体内给药后组织中 单个药物靶点的热稳定性变化 ［１９］ ； ＴＰＰ 方法在细 胞和裂解液层面规模化监测蛋白质的热稳定变化， 及载体对照处理的样品在高温下可溶性蛋白质的含 实现了蛋白质组范围内药物⁃蛋白质相互作用的研 量来测定蛋白质稳定性的变化，以验证药物结合的

究；然而为了更直观准确地预测药物疗效和不良反 目标蛋白质。 具体而言，等份的细胞裂解液经过一 应，将靶标和脱靶标鉴定从简单的细胞体系转化为 系列升温处理，冷却后离心得到可溶性部分，通过蛋 白质印迹（ Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ） 对可溶性馏分中的目标蛋 体内 研 究 充 满 了 挑 战 ［２０］ 。 直 到 ２０２０ 年 Ｐｅｒｒｉｎ 等 ［２１］ 基于 ＴＰＰ 方法，发展了组织 ＴＰＰ（ ｔｉｓｓｕｅ ｔｈｅｒ⁃

白质定量，进而绘制热熔曲线。 应用此方法验证了 ｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ， ｔｉｓｓｕｅ⁃ＴＰＰ） 方法，其通过 一系列与重要蛋白靶点结合的药物，监测了药物在 使用定量质谱法检测蛋白质组热稳定性变化来评估 癌细胞系中的转运、激活。 此外，此方法也用于动物 药物治疗动物组织样品中小分子药物与蛋白质的结 组 织 裂 解 液 中 药 物 靶 点 验 证 及 药 物 分 布 研 究。 合以及可能的脱靶效应，帮助阐明药物在生物体内

· ６１６· 色 发挥作用的机制。 通过静脉注射非共价组蛋白去乙 酰化酶抑制剂帕比司他（ ｐａｎｏｂｉｎｏｓｔａｔ） 进入大鼠体 谱 第 ４２ 卷 加入磁性微粒（ 羧基修饰，粒径 １ μｍ） ，经过热处理 后磁性分离得到微粒，最后将沉淀在微粒上的蛋白 内，取组织切片，按照 ＴＰＰ 方法进行定量质谱分析， 质进行洗涤、烷基化、酶解、标记和定量蛋白质组分 与在体外直接帕比司他处理大鼠组织切片相比，蛋 析。 热诱导的蛋白质沉淀过程由微粒辅助，加热后

白质组的热稳定性变化具有较高的一致性，同时绘 蛋白质展开并聚集在微粒表面，与游离蛋白质相比， 制和概括了帕比司他在大鼠肝脏、肺、肾脏和脾脏中 与药物结合的靶蛋白更能抵抗微粒表面的聚集；基 的热稳定性图谱和靶点。 此外，相较于动物组织活 于此原理，药物处理组和载体处理组在微粒表面聚 检，在人体研究中通常更容易获得血液样本，因此研 集的热稳定性差异蛋白质即为药物靶蛋白。 使用 究者们将 ｔｉｓｓｕｅ⁃ＴＰＰ 方法扩展优化以应用于全血

ＭＡＰＳ 方法成功鉴定到甲氨蝶呤（ ｍｅｔｈｏｔｒｅｘａｔｅ） 的 样品中热蛋白质组稳定性分析（ 称为 ｂｌｏｏｄ⁃ＴＰＰ） 方 法，血液样品与帕比司他孵育后，无需额外的实验步 骤即可直接进行热处理，最终结果揭示了 ＨＤＡＣ１、 ＨＤＡＣ２、ＨＤＡＣ６ 靶点以及 ＴＴＣ３８ 脱靶点，与在细胞 系和组织切片中的结果一致，还发现了新的靶蛋白 ＺＮＦ５１２，表明了 ｂｌｏｏｄ⁃ＴＰＰ 方法在临床环境中应用 的潜力。 ＣＥＴＳＡ 方法可以监测活细胞中药物处理后蛋

直接作用靶点二氢叶酸还原酶（ ＤＨＦＲ） ，同样地也 找到了雷替曲塞（ ｒａｌｔｉｔｒｅｘｅｄ） 、环孢菌素 Ａ（ ｃｙｃｌｏｓ⁃ ｐｏｒｉｎ Ａ） 和 ＳＨＰ０９９ 的已知靶点，证明了 ＭＡＰＳ 方 法 筛 选 药 物 靶 点 的 可 行 性； 靶 向 格 尔 德 霉 素 （ ｇｅｌｄａｎａｍｙｃｉｎ） 的蛋白质和脱靶蛋白质也被找到； 此外，在星形孢菌素的靶点鉴定中，ＭＡＰＳ 方法共找 到 ３２ 种蛋白激酶，特异性高达 ８０％ 。

微粒的引入简化了整个样品制备工作流程，整 白质的热稳定性变化，核实药物的目标靶蛋白，实现 个过程在微粒表面方便地进行，无需任何转移，使得 生理相关环境中药物⁃蛋白质相互作用的评估，这是 样品损失最小化。 值得一提的是，ＭＡＰＳ 方法的初 药物发现研究的重要一步，但是无法发现其他潜在 的靶点。 因为大多数候选药物甚至批准的药物可能 始蛋白质使用量仅 ２０ μｇ，是 ＴＰＰ 方法的 １ ／ １０，因 此 ＭＡＰＳ 方法与微量样本中药物靶点研究相兼容

有多个生理靶点，为此 ＴＰＰ 方法应运而生，其可以 的优势填补了针对沉淀组分的靶标筛选策略的空 并行评估数千种蛋白质以获得直接和间接的药物靶 白。 然而利用细胞裂解物研究药物靶点，ＭＡＰＳ 方 点 ［１５］ ，提前发现药物与意想不到的靶点相互作用所 介导的毒性作用以及缺乏靶点参与造成的药物疗效 降低 ［２２］ ，为全面理解和合理设计药物提供了数据参 考。 值得一提的是，这些方法仅分析可溶性组分，遗 漏了含有丰富药物稳定性变化信息的沉淀组分。 １．２

法只能揭示与药物分子相互作用的直接靶点，而无 法识别与药物代谢物相互作用的间接靶点；此外因 需要使用 微 粒 辅 助， 此 方 法 无 法 用 于 活 细 胞 中 的 研究。 基于热诱导的蛋白质稳定性变化，可溶性组分 沉淀组分的热稳定性变化分析 与沉淀组分含有互补信息，将两者结合起来可以提 分析热诱导后蛋白质组样品的可溶部分，这一 高药物靶点识别的特异性和灵敏度。 Ｒｕａｎ 等 ［２５］ 将 策略已在药物靶标筛选领域大显身手。 理论上，上

热诱导的沉淀和上清液含有的蛋白质稳定信息结 清液与沉淀组分均可揭示药物结合的靶蛋白热稳定 合，联合内部开发的基于深度学习的数据处理算法 性变化；然而由于需要再溶解沉淀组分中的蛋白质， 会影响批次重复性，同时有限的样品产生的沉淀较 少甚至看不见，难以处理，这些原因使得沉淀组分的 研究更为困难，阻碍了其应用和发展。 得益于在蛋 白质组样品制备中大展拳脚的微粒辅助的蛋白质聚 集 捕 获 （ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ⁃ｂａｓｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｃａｐｔｕｒｅ， ＰＡＣ） 方 法 的 出 现

， Ｌｙｕ 等 ＩＢＲ⁃ＣＮＮ，发展了包括沉淀组分信息的 ＴＰＰ （ ｐｒｅ⁃ ｃｉｐｉｔａｔｅ⁃ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ＴＰＰ， ＰＳＴＰＰ） 新方法，实现更加 全面的药物靶点信息指认。 该研究使用模型药物星 形孢菌素评估 ＰＳＴＰＰ 方法的性能，确定了 ９９ 个激 酶靶点，灵敏度提高了 ９４％ 。 基于 ＰＳＴＰＰ 方法良好 的性能，研究者进一步表征了雷帕霉素的结合靶点； 在 ＴＰＰ 结果显示已知靶点 ＦＫＢＰ１Ａ 在鉴定中表现出最明

方法与 ＰＡＣ 方法的基础上提出了微粒辅助沉淀筛 显的稳定性，同时 ＫＦＢＰ２ 和 ＫＦＢＰ３ 也有明显的稳 选（ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ， 定性。 尽管 ＦＫＢＰ１Ａ 有显著的稳定性，但其仅在沉 ＭＡＰＳ） 方法。 在药物或载体处理的细胞裂解液中 淀组分中观察到明显位移，再次突出了同时检测沉 ［２３］ ［２４］ 第７期 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

淀组分的重要性。 此外，ＰＳＴＰＰ 方法仅使用更有效 的温度范围（４７ ～ ５９ ℃ ） ，与 ＴＰＰ 方法相比，显著简 · ６１７· 质，展开后的聚集可能是不完整的，或者根本不发 生。 因为膜蛋白不易溶解，最初的方法并不适用于 化了实验流程，缩短了大约一半的时间及串联质量 靶向膜蛋白的药物研究，经过研究者不懈努力，此方 标记（ ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｔａｇ， ＴＭＴ） 试剂。 与 ＭＡＰＳ 方

法 可 以 扩 展 应 用 于 跨 膜 蛋 白⁃药 物 相 互 作 用 的 研 法不同的 是， 此 方 法 可 用 于 活 细 胞 中 药 物 靶 点 的 研究。 总之，热稳定性相关方法（ 图 ２） 广泛适用于基 础研究以及临床前和临床环境。 需要注意地是，并 非所有的蛋白质都容易沉淀，特别是在与细胞结构 完整性相容的温度下，因此，对于小的和亲水的蛋白 Ｆｉｇ． ２ ２

究 ［２６－２８］ 。 然而该方法无法研究对温度没有反应的 靶蛋白，同时熔化曲线拟合不良的蛋白质会被过滤 掉，这也增加了丢失重要靶点或功能蛋白的风险。 除此之外，ＴＰＰ 方法需要在 １０ 个温度下加热大量 样品以生成完整熔化曲线，昂贵的 ＴＭＴ 试剂以及复 杂繁琐的工作流程也阻碍了 ＴＰＰ 方法的进一步应用。

图 ２ 基于热诱导方法药物靶点鉴定流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ａ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｏｍｅ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ （ ＴＰＰ） ＴＭＴ： ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｔａｇ． 常用的化学试剂，如丙酮、乙醇、乙酸等。 两等份的 溶剂诱导蛋白质沉淀的方法

细胞裂解液分别与药物和对照载体孵育后，添加有 有机溶剂通过降低溶液介电常数和破坏蛋白质 机溶剂混合物（ 丙酮⁃乙醇⁃乙酸，体积比为 ５０ ∶ ５０ ∶ ；药物⁃蛋白复合物 ０􀆰 １） 引发蛋白质变性和沉淀，离心得到的可溶性蛋 来展开，因此，与药物结合的靶蛋白对有机溶剂诱导 行质谱鉴定，定量蛋白质组分析确定药物的靶点。 水化膜使蛋白质变性和沉淀 ［２９］ 具有较低的能态，与游离蛋白相比需要更多的能量 的变性和沉淀具有更强的抵抗力。 Ｚｈａｎｇ 等

白质经蛋白质组学样本前处理和二甲基化标记后进 利 使用已知靶点的模型药物甲氨蝶呤和 ＳＮＳ⁃０３２ 经 ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ， ＳＩＰ） 方法来确定药 ＤＨＦＲ，同样地也找到了 ＳＮＳ⁃０３２ 的两个已知靶点 ［３０］ 用这 一 特 点 发 展 了 溶 剂 诱 导 蛋 白 沉 淀 （ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ 物的靶点以及脱靶效应（ 图 ３） 。 该方法使用实验室 Ｆｉｇ． ３

ＳＩＰ 方法处理后质谱分析鉴定出了甲氨蝶呤的靶点 ＣＤＫ２ 和 ＧＳＫ⁃３α，因此表明了 ＳＩＰ 方法在药物特异 图 ３ ＳＩＰ 的流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ （ ＳＩＰ） · ６１８· 色 性靶点指认方面的可行性。 进一步使用泛激酶抑制 剂星形孢菌素验证了 ＳＩＰ 方法识别靶标结合的能

谱 第 ４２ 卷 导致蛋白质聚集甚至沉淀 ［３３］ 。 基于此，机械应力可 以作为药物靶点筛选的潜在驱动力；蛋白质在机械 力，尽管质谱鉴定到了上千种蛋白质，但仅有很少量 应力作用下会发生变性，导致蛋白质聚集，而结合药 的蛋白质与药物结合后发生明显变化，经过定量蛋 物的蛋白质复合物会阻止靶蛋白的聚集。 然而，在 白质比较筛选出 ９ 种激酶靶点，同时还发现了 １１ 种

与药物结合后稳定的非激酶，这与之前报道的非激 酶可能是激酶抑制剂的靶点的结论相一致 ［１４］ 。 格 尔德霉素因严重的副作用已退出临床 ［３１］ ，应用 ＳＩＰ 成 功 鉴 定 出 其 ３ 个 已 知 蛋 白 靶 点 ＨＳＰ９０ＡＡ１、 ＨＳＰ９０ＡＢ１ 和 ＨＳＰ９０Ｂ１，并首次鉴定出 ＮＡＤＨ 脱氢 酶亚基 ＮＤＵＦＶ１ 和 ＮＤＵＦＡＢ１ 等多个潜在脱靶蛋 白，这可能是造成副作用的原因 ［３０］ 。 Ｍｅｎｇ 等 ［３２］ 利 用化学变性剂诱导蛋白质沉淀的方法评估药物诱导 的蛋白质折叠自由能变化，以识别药物的蛋白质靶 点，结合基于质谱的蛋白质组学方法，规模化量化蛋 白质⁃药物的相互作用，称为化学变性剂诱导蛋白沉

运输过程中，蛋白质产品总是经过长时间的振荡，然 后开始沉淀。 也就是说，机械应力一般需要较长时 间才能诱导蛋白质沉淀，这不利于实验室靶点筛选， 因此 Ｌｙｕ 等 ［３４］ 在蛋白质溶液中引入微粒形成涡流 来提高机械应力；在汽液、固液和液液界面处的界面 应力可诱导和强化蛋白质聚集 ［３５］ ，以此加速蛋白沉 淀，缩短时间，由此发展了机械应力诱导蛋白质沉淀

（ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ， ＭＳＩＰＰ） 方法（ 图 ４） ，扩充了无修饰药物靶点筛选方 法。 与前面介绍的 ＭＡＰＳ 方法类似，将诱导蛋白质 变性的机制由加热替换为机械应力。 药物和载体对 淀方法 （ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｎａｔｕｒａｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉ⁃ 照处理的细胞裂解液加入微粒后置于涡旋混匀器上

同的是使用盐酸胍（ ＧｄｍＣｌ） 代替有机溶剂使蛋白 后进行蛋白质组学分析。 由于药物结合蛋白质对机 ｔａｔｉｏｎ， ＣＰＰ） 。 ＣＰＰ 方法与 ＳＩＰ 方法流程类似，不 涡旋，以诱导蛋白质聚集沉淀于微粒表面，磁性分离 质变性沉淀。 ＣＰＰ 方法识别了环孢菌素 Ａ 和格尔 械应力的抵抗力更强，药物处理组的蛋白质沉淀会

德霉素的已知靶点，证明了方法的可行性；同时应用 于泛甲基转移酶抑制剂西奈芬净（ ｓｉｎｅｆｕｎｇｉｎ） 的靶 点鉴定。 总而言之，诱导蛋白质聚集沉淀的有机溶剂和 化学变性剂均是实验室常用的试剂，方法简单；对热 不敏感的药物靶点可能对溶剂诱导敏感，意味着不 同方法识别的靶点信息可以相互补充，为药物靶点 识别提供了强大平台，以更好地了解药物的副作用 和作用机制。 然而 ＳＩＰ 方法仅分析可溶性部分，含

比载体处理组少。 使用 ＭＳＩＰＰ 方法成功地鉴定出

４ 种临床药物（ 雷替曲塞、甲氨蝶呤、ＳＨＰ０９９ 和格尔 德霉素） 的已知靶点 以 及 星 形 孢 菌 素 的 几 十 种 靶 点；此外，ＭＳＩＰＰ 方法不仅鉴定到雷替曲塞的已知 靶点 ＴＹＭＳ，还首次发现其可以与 ＤＨＦＲ 结合并影 响 ＤＨＦＲ 的机械稳定性 ［３４］ 。 ＭＳＩＰＰ 方法从新角度揭示药物⁃蛋白质相互作 用，为蛋白质组水平的药物靶点筛选提供了一个标 准的操作方案，是其他无修饰药物靶点筛选方法的

有丰富药靶证据的沉淀组分被舍弃，可能会遗漏部 补充。 然而 ＭＳＩＰＰ 方法也有自身的不足，首先微粒 分重要信息。 的引入限制了其在活细胞中的应用；其次有些蛋白 ３ 质易被微粒捕获，而有些蛋白质则是天然顽固的，需 机械应力诱导的方法 蛋白质通过混合和搅拌承受很高的机械应力， Ｆｉｇ． ４ 要更多的机械应力才能沉淀。 因此当使用不同的机 器提供机械应力时应优化机械应力诱导沉淀的参数。

图 ４ ＭＳＩＰＰ 方法的实验流程图（ 仅展示重要步骤） Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ （ ＭＳＩＰＰ） ｍｅｔｈｏｄ 第７期 ４ 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展 · ６１９· ｐＨ 诱导的方法 非蛋白激酶的百分比（ １４％ ） 明显低于内部 ＴＰＰ 方

除了前面提到的蛋白质变性方法，改变 ｐＨ 值 加热和溶剂处理更能使这些蛋白激酶产生差异沉 也可以使蛋白质变性。 降低 ｐＨ 会使蛋白质的氢键 断裂并带正电，从而与酸性试剂阴离子形成不溶的 络合物 ［３６，３７］ 。 基于此原理，Ｚｈａｎｇ 等 ［３８］ 报道了 ｐＨ 依赖性蛋白质沉淀（ ｐＨ⁃ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉ⁃ ｔａｔｉｏｎ， ｐＨＤＰＰ） 方法应用于蛋白质组规模的药物 靶标鉴定（ 图 ５） 。 具体思路如下：在药物及载体对

照处理的细胞裂解液中加入酸性试剂（ 抗坏血酸、 柠檬酸、甲酸、盐酸） 以诱导蛋白质变性沉淀，离心 法（２９％ ） 和 ＳＩＰ 方法（ ３１％ ） ，表明酸性试剂处理比 淀。 ３ 种方法共鉴定到 ６７ 个蛋白激酶，作为广谱激 酶抑制剂，这 ６７ 种靶激酶分布在不同的激酶家族 中；因每种方法都有特异性识别的蛋白激酶，整合 ３ 种方法可以提高药物靶点鉴定的覆盖率，数据表明， ３ 种方法在靶点识别方面具有很好的互补性。 最后 应用 ｐＨＤＰＰ 方法，在双氢青蒿素（ ＤＨＡ） 中筛选出

了 ４５ 个潜在靶点；接着通过分子对接技术和基于人 工智能靶标预测的 ＭｏｌＤｅｓｉｇｎｅｒ 软件包评估了这些 取上清液进行蛋白质稳定性分析。 使用抗坏血酸研 潜在靶点， 发现 ＡＬＤＨ７Ａ１ 和 ＨＭＧＢ１ 两个靶点在 究甲氨蝶呤的靶点，与预期一致，结合了甲氨蝶呤的 两种评估中表现良好，进一步通过 ＣＥＴＳＡ 方法验 ＤＨＦＲ 在抗坏血酸诱导中有显著的稳定性；使用基 证了 ＡＬＤＨ７Ａ１ 和 ＨＭＧＢ１ 与 ＤＨＡ 具有较强的亲

于柠檬酸的 ｐＨＤＰＰ 方法不仅鉴定到甲氨蝶呤的靶 和力，表明 ｐＨＤＰＰ 方法在药物靶点鉴定中具有高 点 ＤＨＦＲ，还发现了另一个靶点 ＴＹＭＳ。 以柠檬酸 可信度。 诱导环孢菌素 Ａ 处理的 ＨｅＬａ 细胞裂解液，收集上 总之，ｐＨＤＰＰ 方法是鉴定药物靶蛋白及揭示药 清液和沉淀分别进行分析，结果表明在上清液和沉 物作用机制的有力工具。 它可以实现蛋白质组范围 淀中均鉴定到了靶蛋白 ＰＰＩＡ，这说明 ｐＨＤＰＰ 方法

内的靶标识别，而不需要化学修饰。 工作流程简单， 可以同时分析上清液和沉淀组分来双重定位药物靶 节省时间。 然而，酸性试剂的使用可能会改变一些 蛋白。 有趣的是，ＰＰＩＡ 在沉淀中显示出更好的特异 小分子药物的酸碱平衡，从而调节它们与靶蛋白的 性，这提示对于低丰度的蛋白质，沉淀物中蛋白质丰 相互作用，需要更多的实验来验证药物靶点发现的 度变化的检测可能更加灵敏和准确。 使用星形孢菌 准确性。 素处理的 Ｋ５６２ 细胞裂解 液 比 较 了 ｐＨＤＰＰ 方 法、

综上，４ 种基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方 ＴＰＰ 方法和 ＳＩＰ 方法，３ 种方法鉴定到了数目相似 法共有优点是无需进行额外的化学修饰，当然每种 的潜在靶点，进一步的靶点分析发现，ｐＨＤＰＰ 方法 检测到 ４２ 个蛋白激酶，而 ＴＰＰ 方法和 ＳＩＰ 方法仅 检测到 ３６ 个和 ３４ 个蛋白激酶，同样 ｐＨＤＰＰ 方法中 Ｆｉｇ． ５ 方法有相应的优缺点和适用范围（ 表 １） ，因此在药 靶筛选中可以用多种方法同时鉴定，鉴定靶点相互 补充，以实现更加全面的靶点筛选。

图 ５ ｐＨ 依赖性蛋白质沉淀方法的流程图（ 仅展示重要步骤） Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐＨ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ · ６２０· 色 Ｔａｂｌｅ １ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ⁃ ｉｎｄｕｃｅｄ 第 ４２ 卷 谱

表 １ ４ 种基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的优缺点和适用范围 Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｒｕｇ⁃ｔａｒｇｅｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ Ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ

ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ， ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔａｒｇｅｔｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｕｎｒｅ⁃ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｂｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ ｄｒｕｇｓ ｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ， ｌｉｖｉｎｇ ｃｅｌｌｓ， ｔｉｓｓｕｅｓ， ｂｌｏｏｄ

Ｓｏｌｖｅｎｔ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ， ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｍｉｌｄ ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ， ｓｉｍｐｌｅ ｗｏｒｋｆｌｏｗ ｂｙ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｃａｎ ｏｎｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｓｏｌｕｂｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｐＨ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｍｍｏｎ ｒｅａｇｅｎｔｓ， ｌｏｗ ｃｏｓｔ， ｓｉｍｐｌｅ ｗｏｒｋｆｌｏｗ

ｓｈｉｆｔｉｎｇ ａｃｉｄ⁃ｂａｓｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｄｒｕｇｓ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ ５ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｌｉｖｉｎｇ ｃｅｌｌｓ 发展以及相关方法在微量样本中的应用，使得未来

因为亲和富集方法的靶点鉴定有偏向性，因此 需要设计合成多种衍生基团修饰的药物来全面表征 药物靶点，这是非常耗时耗力的。 相反，基于蛋白质 沉淀的直接靶标分析可以在广泛的亲和力范围内检 测小分子⁃靶点相互作用，不需要耗时的药物衍生设 计，同时借助质谱蛋白质组技术高灵敏和深覆盖的 特点使该策略更具吸引力。 本文从诱导蛋白质沉淀 的角度出发，综述了近十年来药物靶点鉴定方法的 在少数或单个细胞中同时实现快速且高通量的多种 药物靶点筛选和作用机制研究成为可能。 参考文献： ［１］ ［２］ ［３］

发展，这些方法的显著特点是不需要对药物进行修 饰，在药物靶点鉴定和发现方面取得了显著进步。 值得注意的是，由于在不同变性条件下蛋白质的敏 感性不同，使得蛋白质溶解度不同，利用不同变性条 件沉淀蛋白质的方法进行药物靶点筛选时，可能会 鉴定出不同的靶点。 同时与经典的亲和富集方法相 比，无衍生化方法的靶点发现能力仍有不足，研究发 现将泛抑制剂星形孢菌素化学衍生后亲和富集，在 ［３９］ ，而使用无修饰的

［４］ ［５］ ［６］ ［７］ ［８］ 方法（ ＴＰＰ 方法） 在相同细胞系仅鉴定到 ５１ 个蛋白 ［９］ 法，获得互补信息，实现更全面的靶点鉴定。 每种方 ［１０］ 激酶 ［１４］ ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ 样品制备平台层出不穷，质谱技术和机器学习飞速 总结与展望 Ｋ５６２ 细胞中发现 ２２９ 个靶点 ｃｅｌｌ ｌｙｓｉｓ 。 因此在药物靶点鉴定时，需要结合不同方

法都有优点和局限性，但各种成功案例证明了无需 药物衍生的药靶筛选方法在识别疾病和药物作用机 制、指认脱靶作用以及提供药物再利用证据等方面 的可行性。 将这些方法系统地嵌入到药物发现进程 中可以极大地缩短药物研发周期，及时止损，减少后 期损耗。 基于质谱的蛋白质组技术在阐明疾病失调机制 和监测药物作用研究中发挥着重要作用，可用的仪 器、软件和工作流程变得越来越成熟和强大。 尽管 与 ＲＮＡ 测序等其他组学技术相比，蛋白质组学在灵 敏度和覆盖度方面仍有不足，但它可以提供与疾病 和药物作用机制直接相关的信息。 目前各种自动化

［１１］ ［１２］ ［１３］ ［１４］ ［１５］ ［１６］ ［１７］ ［１８］ ［１９］ Ｏｈｋｉ Ｙ， Ｓａｋｕｒａｉ Ｈ， Ｈｏｓｈｉｎｏ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０１９， ２６（１） ： １３７ Ｓｃｈｉｒｌｅ Ｍ， Ｊｅｎｋｉｎｓ Ｊ Ｌ． Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖ Ｔｏｄａｙ， ２０１６， ２１ （ １） ： ８２ Ｇｏｎｇ Ｌ， Ｋａｎｇ Ｊ Ｗ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，

２０２０， ３８（８） ： ８７７ 宫莉， 康经武． 色谱， ２０２０， ３８（８） ： ８７７ Ｂｅｋｋｅｒ⁃Ｊｅｎｓｅｎ Ｄ Ｂ， Ｋｅｌｓｔｒｕｐ Ｃ Ｄ， Ｂａｔｔｈ Ｔ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ ｓｙｓ⁃ ｔｅｍｓ， ２０１７， ４（６） ： ５８７ Ｍｅｉｓｓｎｅｒ Ｆ， Ｇｅｄｄｅｓ⁃ＭｃＡｌｉｓｔｅｒ Ｊ， Ｍａｎｎ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｒｅｖ Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ， ２０２２， ２１（９） ： ６３７

Ｄｕｅñａｓ Ｍ Ｅ， Ｐｅｌｔｉｅｒ⁃Ｈｅａｐ Ｒ Ｅ， Ｌｅｖｅｒｉｄｇｅ Ｍ， ｅｔ ａｌ． ＥＭＢＯ Ｍｏｌ Ｍｅｄ， ２０２３， １５（１） ： ｅ１４８５０ Ｌｉ Ｊ Ｙ， Ｗａｎｇ Ｇ Ｓ， Ｙｅ Ｍ Ｌ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏ⁃ ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ２０２３， ４１（１） ： １４ 李佳颖， 王国胜， 叶明亮， 等． 色谱， ２０２３， ４１（１） ： １４

Ｔａｕｎｔｏｎ Ｊ， Ｈａｓｓｉｇ Ｃ Ａ， Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ Ｓ Ｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， １９９６， ２７２ （５２６０） ： ４０８ Ｂｒｏｗｎ Ｅ Ｊ， Ａｌｂｅｒｓ Ｍ Ｗ， Ｂｕｍ Ｓｈｉｎ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔｕｒｅ， １９９４， ３６９（６４８３） ： ７５６ Ｏｎｇ Ｓ⁃Ｅ， Ｓｃｈｅｎｏｎｅ Ｍ， Ｍａｒｇｏｌｉｎ Ａ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ Ｕ Ｓ Ａ， ２００９， １０６（１２） ： ４６１７

Ｌｅｅ Ｐ Ｙ， Ｙｅｏｈ Ｙ， Ｌｏｗ Ｔ Ｙ． ＦＥＢＳ Ｊ， ２０２３， ２９０（１１） ： ２８４５ Ｌｙｕ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｙｅ Ｍ． ＴｒＡＣ⁃Ｔｒｅｎｄｓ Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０２０， １２４： １１５５７４ Ｍｏｌｉｎａ Ｄ Ｍ， Ｊａｆａｒｉ Ｒ， Ｉｇｎａｔｕｓｈｃｈｅｎｋｏ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１３， ３４１（６１４１） ： ８４ Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ Ｍ， Ｒｅｉｎｈａｒｄ Ｆ Ｂ， Ｆｒａｎｋｅｎ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ，

２０１４， ３４６（６２０５） ： １２５５７８４ Ｆｒａｎｋｅｎ Ｈ， Ｍａｔｈｉｅｓｏｎ Ｔ， Ｃｈｉｌｄｓ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｐｒｏｔｏｃ， ２０１５， １０（１０） ： １５６７ Ｓｒｉｄｈａｒａｎ Ｓ， Ｋｕｒｚａｗａ Ｎ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｃｏｍｍｕｎ， ２０１９， １０（１） ： １１５５ Ｔａｎ Ｃ Ｓ Ｈ， Ｇｏ Ｋ Ｄ， Ｂｉｓｔｅａｕ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１８， ３５９ （６３８０） ： １１７０

Ｈｕａｎｇ Ｊ Ｘ， Ｌｅｅ Ｇ， Ｃａｖａｎａｕｇｈ Ｋ Ｅ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ， ２０１９， １６（９） ： ８９４ Ｉｓｈｉｉ Ｔ， Ｏｋａｉ Ｔ， Ｉｗａｔａｎｉ⁃Ｙｏｓｈｉｈａｒａ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉ Ｒｅｐ， ２０１７， 第７期 ［２０］ ［２１］ ［２２］ ［２３］ ［２４］ ［２５］ ［２６］ ［２７］ ［２８］ ［２９］ 刘 彤，等：基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

７（１） ： １３０００ Ｍｏｒｇａｎ Ｐ， Ｖａｎ Ｄｅｒ Ｇｒａａｆ Ｐ Ｈ， Ａｒｒｏｗｓｍｉｔｈ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｄｒｕｇ ［３０］ Ｐｅｒｒｉｎ Ｊ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， Ｋｕｒｚａｗａ Ｎ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， ［３１］ Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｒ Ａ， Ｋａｖａｎａｇｈ Ｓ Ｌ， Ｍｅｌｌｏｒ Ｈ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｄｒｕｇ Ｄｉｓｃｏｖ ［３２］ Ｂａｔｔｈ Ｔ Ｓ， Ｔｏｌｌｅｎａｅｒｅ Ｍ Ｘ， Ｒüｔｈｅｒ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏ⁃

［３３］ Ｌｙｕ Ｊ， Ｒｕａｎ Ｃ， Ｚｈａｎｇ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０２０， ９２（２０） ： ［３４］ Ｒｕａｎ Ｃ， Ｎｉｎｇ Ｗ， Ｌｉｕ Ｚ， ｅｔ ａｌ． ＡＣＳ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０２２， １７ ［３５］ Ｒｅｉｎｈａｒｄ Ｆ Ｂ， Ｅｂｅｒｈａｒｄ Ｄ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎａｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ， ［３７］ Ｄｉｓｃｏｖ Ｔｏｄａｙ， ２０１２， １７（９ ／ １０） ： ４１９ ２０２０， ３８（３） ： ３０３

Ｔｏｄａｙ， ２０１４， １９（３） ： ３４１ ｔｅｏｍｉｃｓ， ２０１９， １８（５） ： １０２７ １３９１２ （１） ： ２５２ ２０１５， １２（１２） ： １１２９ ［３６］ Ｋａｗａｔｋａｒ Ａ， Ｓｃｈｅｆｔｅｒ Ｍ， Ｈｅｒｍａｎｓｓｏｎ Ｎ⁃Ｏ， ｅｔ ａｌ． ＡＣＳ ［３８］ Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ Ｍ， Ｚｉｎｎ Ｎ， Ｆａｅｌｔｈ⁃Ｓａｖｉｔｓｋｉ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｅｌｌ， ２０１８，

［３９］ Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ， ２０１９， １４（９） ： １９１３ １７３（１） ： ２６０ Ｃｏｗａｎ Ｄ． Ｃｏｍｐ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐａｒｔ Ａ： Ｐｈｙｓｉｏｌ， １９９７， · ６２１· １１８（３） ： ４２９ Ｚｈａｎｇ Ｘ， Ｗａｎｇ Ｑ， Ｌｉ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０１９， ９２（ １） ： １３６３ Ｏｃｈｅｌ Ｈ⁃Ｊ， Ｅｉｃｈｈｏｒｎ Ｋ， Ｇａｄｅｍａｎｎ Ｇ． Ｃｅｌｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｈａｐｅｒ⁃ ｏｎｅｓ， ２００１， ６（２） ： １０５

Ｍｅｎｇ Ｈ， Ｍａ Ｒ， Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ Ｍ Ｃ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ， ２０１８， ９０ （１５） ： ９２４９ Ｋｉｅｓｅ Ｓ， Ｐａｐｐｐｅｎｂｅｒｇｅｒ Ａ， Ｆｒｉｅｓｓ Ｗ， ｅｔ ａｌ． Ｊ Ｐｈａｒｍ Ｓｃｉ， ２００８， ９７（１０） ： ４３４７ Ｌｙｕ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｙ， Ｒｕａｎ Ｃ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｉｍ Ａｃｔａ， ２０２１， １１６８： ３３８６１２

Ｌｉ Ｊ， Ｋｒａｕｓｅ Ｍ Ｅ， Ｃｈｅｎ Ｘ， ｅｔ ａｌ． ＡＡＰＳ Ｊ， ２０１９， ２１： １

Ｇｒｉｇｅｒａ Ｊ Ｒ， ＭｃＣａｒｔｈｙ Ａ Ｎ． Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｊ， ２０１０， ９８（８） ： １６２６ Ｊｉａｎｇ Ｊ， Ｃｈｅｎ Ｊ， Ｘｉｏｎｇ Ｙ Ｌ． Ｊ Ａｇｒｉｃ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ， ２００９， ５７ （１６） ： ７５７６ Ｚｈａｎｇ Ｘ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｗｕ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｅｍ Ｓｃｉ， ２０２２， １３（ ４２） ： １２４０３ Ｋｌａｅｇｅｒ Ｓ， Ｈｅｉｎｚｌｍｅｉｒ Ｓ， Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１７，

３５８（６３６７） ： ｅａａｎ４３６８ 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 作者团队简介 蛋白质分离分析新技术课题组隶属于北京蛋白质组研究中心，在课题组长的带领下，发展了一系列特色 性的低丰度 ／ 修饰蛋白质和外泌体富集材料，核酸⁃蛋白复合物、血液和单细胞蛋白质组分析新方法，显著提 高了鉴定灵敏度和规模。 特别是围绕作为重要诊断标志物和药物靶点的糖基化蛋白质，建立了多种高效富 集、质谱鉴定和数据解析新方法，为糖蛋白质组研究提供了系统性工具。 先后主持国家重大科学研究计划课 题、国家重大科学仪器设备开发专项课题、国家重点研发专项课题以及国家自然科学基金面上项目等。

人才队伍 课题组组长： 秦伟捷研究员 职工及学生： 研究员 １ 人，副研究员 １ 人，博士后及研究生 ２０ 余人 团队精神： 追求真理，勇于探索，唯实唯真，潜心研究 · ６２２· 色 科研项目及成果 谱 第 ４２ 卷 研究领域

科研项目： 国家重大科学研究计划课题，国家重大科 学仪器设备开发专项课题，国家重点研发专项课题以 及国家自然科学基金面上项目等 科研成果： 在 ＪＡＣＳ， Ａｎｇｅｗ， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｅｌｌ， Ｎａｔｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 等国际知名期刊 发表论文 ８０ 余篇。

获奖情况： 国家科技进步二等奖等 仪器设备信息 ＴＩＭＳ⁃ＴＯＦ⁃Ｐｒｏ２ 高 分 辨 质 谱 仪， ＦＡＩＭＳ Ｏｒｂｉ⁃ ｔｒａｐ Ｅｘｐｌｏｒｉｓ ４８０ 高 分 辨 质 谱 仪， ＶＩＯＮ ＩＭＳ ＱＴＯＦ 液相 色 谱⁃质 谱 联 用 系 统， Ｏｒｂｉｔｒａｐ Ｆｕ⁃

ｓｉｏｎ Ｌｕｍｏｓ 三合一高分辨质谱仪，Ｑ Ｅｘａｃｔｉｖｅ ＨＦ 高分辨质谱仪，全自动单细胞分选仪，冷冻 切片机，流式细胞分选仪，超高分辨率共聚焦显 微镜成像系统，蛋白质组学全流程自动化前处 理机器人，生物分子成像仪等