近年來(lái)，中藥的研究和應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如何利用現(xiàn)代技術(shù)手段發(fā)掘中藥的新靶點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。在最新發(fā)表的兩篇頂刊文章中，研究者利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)成功找到了中藥的作用靶點(diǎn)，為中藥的現(xiàn)代化研究提供了新的思路。

首先，我們來(lái)看一下這兩篇文章。第一篇文章的是2024年9月11日發(fā)表在Nature上的A brain-to-gut signal controls intestinal fat absorption，由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院王衛(wèi)慶、王計(jì)秋團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，他們通過(guò)光親和化學(xué)方法發(fā)現(xiàn)葛根素作用于GABAA受體α1亞基，揭示了大腦通過(guò)DMV-迷走-空腸軸調(diào)控腸道脂肪吸收的機(jī)制，并證實(shí)葛根素具有減肥潛力。拜譜生物為此提供蛋白質(zhì)組學(xué)的檢測(cè)內(nèi)容。

為了深入揭示大腦迷走神經(jīng)背側(cè)核（DMV）神經(jīng)元如何抑制腸道脂肪吸收的分子機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)采用了以天然化合物葛根素為誘餌的活性蛋白質(zhì)組學(xué)策略。通過(guò)精心設(shè)計(jì)的光反應(yīng)性標(biāo)簽，合成了葛根素特異性探針，并利用這些探針通過(guò)光親和化學(xué)反應(yīng)成功富集和可視化潛在的靶蛋白。經(jīng)過(guò)光親和反應(yīng)后，利用液相色譜和串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS /MS)技術(shù)對(duì)這些靶蛋白進(jìn)行了精確鑒定，并從中篩選出GABAA受體α1亞基（GABRA1）作為葛根素的關(guān)鍵作用靶標(biāo)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證葛根素與GABRA1蛋白之間的相互作用，進(jìn)行了WB實(shí)驗(yàn)，并成功確認(rèn)了兩者之間的聯(lián)系。此外，利用冷凍電鏡(cryo-EM)技術(shù)解析了GABAA受體與葛根素的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，并明確了葛根素結(jié)合的具體位置和作用方式。這些發(fā)現(xiàn)表明，葛根素作為一種天然化合物，通過(guò)靶向GABAA受體α1亞基，能夠抑制DMV神經(jīng)元活性，進(jìn)而減少腸道脂肪的吸收，為葛根素在肥胖和代謝性疾病治療中的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

圖1 光親和反應(yīng)示意圖（圖源：Lyu, et al., Nature, 2024）

第二篇文章是2024年6月發(fā)表在Science上的Artemisinins ameliorate polycystic ovarian syndrome by mediating LONP1-CYP11A1 interaction，由復(fù)旦大學(xué)湯其群教授團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，揭示了青蒿素通過(guò)增強(qiáng) LONP1-CYP11A1 之間的相互作用來(lái)抑制卵巢雄激素合成，從而改善多囊卵巢綜合征的癥狀。

這項(xiàng)研究采用了基于質(zhì)譜的相對(duì)定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)CYP11A1蛋白在青蒿素處理下顯著下調(diào)，這一發(fā)現(xiàn)與青蒿素抑制雄激素合成的觀察結(jié)果相吻合。為了深入探究青蒿素誘導(dǎo)CYP11A1不穩(wěn)定的機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)采用了免疫沉淀聯(lián)用質(zhì)譜(IP-MS)技術(shù)，鑒定了青蒿素處理下CYP11A1的相互作用伙伴。進(jìn)一步的共免疫沉淀(CO-IP)實(shí)驗(yàn)表明，青蒿素能顯著增強(qiáng)LONP1與CYP11A1之間的相互作用。更為關(guān)鍵的是，通過(guò)生物素與青蒿素偶聯(lián)(bio-ATS)的下拉實(shí)驗(yàn)，研究證實(shí)了青蒿素的直接靶點(diǎn)是LONP1而非CYP11A1。這一發(fā)現(xiàn)通過(guò)分子對(duì)接實(shí)驗(yàn)得到了進(jìn)一步證實(shí)，為青蒿素的作用機(jī)制提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。這一研究不僅闡明了青蒿素在治療瘧疾中的分子機(jī)制，也為青蒿素在抗雄激素相關(guān)疾病中的應(yīng)用提供了新的思路。青蒿素作為一種來(lái)自中藥的天然化合物，其現(xiàn)代藥理學(xué)研究正不斷拓展，為傳統(tǒng)中藥的現(xiàn)代化應(yīng)用開辟了新的道路。

圖2 采用IP-MS方法鑒定CYP11A1的青蒿素應(yīng)答相互作用蛋白

（圖源：Liu, et al., Science, 2024）

技術(shù)總結(jié)

生物活性化合物在細(xì)胞篩選和體內(nèi)激發(fā)活性的分子機(jī)制研究中，靶標(biāo)鑒定已發(fā)展出一系列方法。其中，基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在直接分析小分子與蛋白質(zhì)組的相互作用方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。具體而言，化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)能夠通過(guò)生化或生物物理程序檢測(cè)化合物與蛋白質(zhì)的直接相互作用。這些方法通常依賴于從細(xì)胞提取物或活細(xì)胞系統(tǒng)中富集藥物靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)是通過(guò)從所研究的生物活性化合物中提取的化學(xué)探針來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

拜譜小結(jié)

自古以來(lái)，中藥就在我國(guó)人民的健康中扮演著不可或缺的角色。從《黃帝內(nèi)經(jīng)》到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究，中藥的療效和作用機(jī)制一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，中藥復(fù)雜多樣的成分和作用方式，使得其作用機(jī)制的研究充滿了挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是生物技術(shù)的飛速發(fā)展，我們有了更多、更先進(jìn)的工具來(lái)探索中藥的奧秘。

化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，特別是限制性酶解-質(zhì)譜分析（LiP-MS），正成為揭示中藥作用機(jī)制的一把“金鑰匙”。LiP-MS技術(shù)不僅能夠幫助我們深入理解中藥的藥效機(jī)制，還能夠?yàn)橹兴幍默F(xiàn)代化和新型藥物開發(fā)提供強(qiáng)有力的支持。LiP-MS技術(shù)之所以備受青睞，得益于其諸多顯著優(yōu)點(diǎn)：

高通量 ：LiP-MS能夠同時(shí)分析多個(gè)樣本，非常適合大規(guī)模的蛋白質(zhì)組學(xué)研究，大大提高了研究效率。

無(wú)需同位素標(biāo)記：相較于其他蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，LiP-MS不需要使用昂貴的同位素標(biāo)記，顯著降低了實(shí)驗(yàn)成本。

提供結(jié)構(gòu)信息：通過(guò)分析酶解產(chǎn)生的肽段，LiP-MS能夠推斷蛋白質(zhì)的折疊狀態(tài)和結(jié)構(gòu)域信息，為理解蛋白質(zhì)的功能提供重要線索。

適用于多種蛋白質(zhì)：無(wú)論是可溶性的還是膜結(jié)合的蛋白質(zhì)，LiP-MS都能進(jìn)行分析，展現(xiàn)了其廣泛的應(yīng)用范圍。

減少樣品處理步驟：與傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)分析技術(shù)相比，LiP-MS通常需要較少的樣品前處理步驟，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程。

LiP-MS主要用于檢測(cè)蛋白豐度和結(jié)構(gòu)變化，并識(shí)別不同條件下結(jié)構(gòu)特異性蛋白水解指紋圖譜的新型技術(shù)，可用于原位檢測(cè)蛋白功能變化，通過(guò)將蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與功能相聯(lián)系，有助于推動(dòng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。基于此，拜譜生物推出的LiP-MS產(chǎn)品，在蛋白處于天然構(gòu)象的條件下，用廣譜蛋白酶對(duì)其進(jìn)行酶切，并通過(guò)DIA掃描模式，結(jié)合高端的質(zhì)譜儀實(shí)現(xiàn)LiP酶切肽段和靶蛋白的高質(zhì)量檢出，進(jìn)而解析蛋白構(gòu)象變化，可同時(shí)獲取蛋白質(zhì)豐度和蛋白構(gòu)象變化兩個(gè)維度的信息，為藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、藥物作用機(jī)制等研究提供了重要的手段。歡迎大家咨詢！

參考文獻(xiàn)：

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