與靶蛋白共價(jià)結(jié)合的分子被廣泛用作基于活性的探針和共價(jià)藥物。然而，這些共價(jià)抑制劑的性能常常受到功效和風(fēng)險(xiǎn)矛盾的影響，這需要反應(yīng)性和選擇性之間的平衡。當(dāng)針對(duì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用時(shí)，由于其低配體性和不確定的反應(yīng)性，挑戰(zhàn)更加明顯。
鑒于此，清華大學(xué)向宇等研究人員報(bào)告了硫（VI）氟化物交換（SuFEx）體外選擇，這是一個(gè)從數(shù)萬億個(gè) SuFEx 修飾的寡核苷酸中高通量發(fā)現(xiàn)共價(jià)抑制劑的通用平臺(tái)。
非共價(jià)抑制和共價(jià)抑制之間的機(jī)制是有區(qū)別的。其中，非共價(jià)抑制劑可逆地結(jié)合靶蛋白。而共價(jià)抑制劑通過鄰近交聯(lián)發(fā)揮作用，從而使目標(biāo)分子永久失活。SuFEx體外的每輪選擇中包括五個(gè)步驟：1）dATP-α-S PCR；2）SuFEx修飾； 3）靶標(biāo)孵化；4）結(jié)合物分離；5）ssDNA恢復(fù)。如果需要，步驟 3 和4 可以專門用于負(fù)選擇。重復(fù)選擇多輪，并通過 NGS 鑒定獲勝者序列。
圖|SuFEx體外篩選策略
通過 SuFEx 體外選擇，研究人員鑒定了共價(jià)抑制劑，這些抑制劑可在 SARS-CoV-2 刺突蛋白的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用界面上與人血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2 交聯(lián)不同殘基。研究人員還分離出一套單獨(dú)的共價(jià)抑制劑用于人類補(bǔ)體C5蛋白。
圖|SF-Seq2-89-PEG中和嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2型假病毒
圖|SuFEx在體外篩選中發(fā)現(xiàn)的hC5共價(jià)抑制劑
在這兩種情況下，研究人員觀察到結(jié)合親和力和交聯(lián)反應(yīng)性之間存在明顯的脫節(jié)，這表明通過 SuFEx 體外選擇實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)反應(yīng)性的直接搜索對(duì)于發(fā)現(xiàn)高選擇性和效力的共價(jià)抑制劑至關(guān)重要。
參考文獻(xiàn)：
Qin, Z., Zhang, K., He, P. et al. Discovering covalent inhibitors of protein–protein interactions from trillions of sulfur(VI) fluoride exchange-modified oligonucleotides. Nat. Chem. (2023).
https://doi.org/10.1038/s41557-023-01304-z
