物篩到靶點就結(jié)束了？對于共價分子，從靶點，到位點，讓作用機制再向前一步)
導語天然產(chǎn)物深入研究不能止步于靶點發(fā)現(xiàn)。對于共價分子而言靶點鑒定不是終點結(jié)合位點解析才是深入機制研究的關(guān)鍵一步。摘要靶點篩選解決的是“誰是靶點”而對于共價分子而言還需要進一步明確“在哪里發(fā)生共價結(jié)合”。因此在完成靶點鑒定后針對具有共價作用特征的天然產(chǎn)物或小分子進一步解析其共價結(jié)合位點更加深入地揭示分子與靶蛋白之間的作用模式。天然產(chǎn)物靶點研究找到“結(jié)合了誰”只是第一步天然產(chǎn)物與靶蛋白之間的相互作用既可能表現(xiàn)為可逆的非共價結(jié)合也可能通過親電反應(yīng)基團與蛋白特定氨基酸殘基形成穩(wěn)定的共價加合物。對于具有潛在共價反應(yīng)活性的天然產(chǎn)物而言如果能夠進一步明確其與靶蛋白形成共價結(jié)合的具體氨基酸位點不僅可以確認直接作用關(guān)系還能夠進一步解析其結(jié)合模式與作用機制。因此在完成天然產(chǎn)物靶點篩選后進一步利用LC-MS/MS進行共價結(jié)合位點鑒定可以將研究從“靶點是誰”深入到“究竟結(jié)合在哪里”。技術(shù)原理LC-MS/MS如何定位共價結(jié)合位點共價結(jié)合鑒定的核心原理是通過識別修飾所引起的質(zhì)量變化并結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜MS/MS精確定位修飾位點。當小分子藥物或化學探針與蛋白中的親核殘基如半胱氨酸、賴氨酸或N-末端形成共價鍵時修飾會導致目標肽段或蛋白整體分子質(zhì)量發(fā)生特征性偏移。LC-MS/MS不僅能夠告訴我們“天然產(chǎn)物是否與該靶蛋白共價結(jié)合”還能夠進一步回答“天然產(chǎn)物與這個蛋白的哪個氨基酸發(fā)生了共價結(jié)合”。本文匯總4項相關(guān)研究一起看看天然產(chǎn)物與靶點的共價結(jié)合位點如何展開研究案例1天然產(chǎn)物 Auxarconjugatin B共價靶向 SCAMP2 治療膠質(zhì)母細胞瘤天然產(chǎn)物Auxarconjugatin BAUX-B靶蛋白分泌載體膜蛋白 2SCAMP2結(jié)合位點賴氨酸Lys1302026年2月中國醫(yī)學科學院藥物研究所研究團隊在Acta Pharmaceutica Sinica BIF14.6發(fā)表題為“Targeting SCAMP2 by a natural product auxarconjugatin B for glioblastoma therapy via restoring aspartate metabolic flux”的研究論文。研究者首先設(shè)計炔基標記的AUX-B探針并利用ABPP技術(shù)篩選其作用靶點為SCAMP2進一步通過LC-MS/MS鑒定AUX-B與SCAMP2的共價結(jié)合位點是Lys130K130。深入的機制研究表明AUX-B與SCAMP2共價結(jié)合后顯著破壞SCAMP2與天冬氨酸轉(zhuǎn)運蛋白SLC1A3和SLC25A12的相互作用導致細胞內(nèi)天冬氨酸水平下降從而抑制膠質(zhì)母細胞瘤增殖。案例2去氫木香內(nèi)酯共價靶向NLRP3緩解炎癥天然產(chǎn)物去氫木香內(nèi)酯DCL靶蛋白NOD樣受體家族含pyrin結(jié)構(gòu)域蛋白3NLRP3結(jié)合位點半胱氨酸Cys2802025年9月南京中醫(yī)藥大學研究團隊在MedCommIF14.4發(fā)表題為“Dehydrocostus Lactone Effectively Alleviates Inflammatory Diseases by Covalently and Irreversibly Targeting NLRP3”的研究論文。研究者首先整合ZINC、TCMSP及內(nèi)部天然產(chǎn)物庫開展虛擬篩選和共價對接從中篩選出具有潛在NLRP3共價結(jié)合能力的天然產(chǎn)物去氫木香內(nèi)酯DCL。隨后通過細胞活性實驗發(fā)現(xiàn)DCL可顯著抑制NLRP3炎性小體活化及IL-1β釋放。進一步利用LC-MS/MS解析DCL修飾的NLRP3肽段確定其通過Michael加成反應(yīng)與Cys280形成共價鍵并經(jīng)C280A突變得到驗證。機制研究表明DCL共價修飾NLRP3 Cys280后破壞NLRP3與NEK7的相互作用進而抑制NLRP3炎性小體激活。案例3旋覆花中的內(nèi)酯類天然產(chǎn)物共價靶向PBK治療神經(jīng)炎癥天然產(chǎn)物1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone AB靶蛋白PDZ結(jié)合激酶PBK結(jié)合位點半胱氨酸Cys702025年7月天津中醫(yī)藥大學研究團隊在PNASIF9.4發(fā)表題為“Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation”的研究論文。研究者首先利用20K人類蛋白質(zhì)組芯片篩選AB的潛在作用靶點鑒定獲得PBK并通過DARTS/CETSAWB、MST等技術(shù)驗證二者的直接結(jié)合。進一步利用LC-MS/MS鑒定共價結(jié)合位點發(fā)現(xiàn)AB通過Cys70與PBK形成共價結(jié)合。機制研究表明AB共價修飾PBK Cys70后調(diào)控PBK/TIPE2信號軸抑制TIPE2 S3位點磷酸化及泛素化降解從而發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥作用。案例4醉茄素A共價靶向KPNB1抑制腫瘤生長天然產(chǎn)物醉茄素A WA靶蛋白核收受蛋白亞基β-1KPNB1結(jié)合位點半胱氨酸Cys1582025年5月四川大學研究團隊在PNASIF9.4發(fā)表題為“VCP’s nuclear journey: Initiated by interacting with KPNB1 to repair DNA damage”的研究論文。研究者首先通過DARTS技術(shù)從間變性甲狀腺癌細胞中篩選出天然產(chǎn)物醉茄內(nèi)酯AWA的潛在作用靶點KPNB1并結(jié)合CETSA、DARTS和MST等技術(shù)進一步驗證二者的直接結(jié)合。隨后通過片段定位與LC-MS/MS質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)KPNB1的Cys158和Cys228可能為WA的共價結(jié)合位點并經(jīng)突變實驗進一步確認Cys158是關(guān)鍵結(jié)合殘基。機制研究表明WA通過與KPNB1 Cys158形成共價結(jié)合破壞KPNB1與VCP的相互作用抑制VCP核轉(zhuǎn)位及DNA損傷修復進而發(fā)揮抗腫瘤作用。達吉特專家評述天然產(chǎn)物靶點研究并不應(yīng)止步于“篩選驗證靶蛋白”。對于具有潛在共價反應(yīng)活性的天然產(chǎn)物進一步明確其與靶蛋白形成共價結(jié)合的具體氨基酸位點可以為直接靶點關(guān)系提供更深入的分子證據(jù)同時幫助解析天然產(chǎn)物的結(jié)合模式、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及作用機制。因此一條更加完整的研究證據(jù)鏈可以概括為其中LC-MS/MS共價結(jié)合位點鑒定正是連接“靶點發(fā)現(xiàn)”和“機制解析”的重要環(huán)節(jié)。對于含有親電反應(yīng)基團、具有潛在共價作用特征的天然產(chǎn)物與其只回答“它結(jié)合了誰”不妨進一步回答“它究竟結(jié)合在哪里”。達吉特的共價結(jié)合位點研究服務(wù)靶點篩選不是終點結(jié)合位點解析讓藥靶研究更進一步。針對具有潛在共價結(jié)合特征的天然產(chǎn)物達吉特通過LC-MS/MS開展共價結(jié)合位點鑒定定位天然產(chǎn)物修飾的關(guān)鍵氨基酸殘基為“靶點鑒定—結(jié)合位點—作用機制”研究提供完整的技術(shù)支持。相關(guān)文獻Shang C, Li W, Pu Q, et al. Targeting SCAMP2 by a natural product auxarconjugatin B for glioblastoma therapy via restoring aspartate metabolic flux. Acta Pharm Sin B. 2026;16(5):3090-3108. doi:10.1016/j.apsb.2026.02.018Lv Q, Zhang Y, Wang J, et al. Dehydrocostus Lactone Effectively Alleviates Inflammatory Diseases by Covalently and Irreversibly Targeting NLRP3. MedComm (2020). 2025;6(9):e70367. Published 2025 Sep 3. doi:10.1002/mco2.70367Zhang J, Zhang HL, Xu XR, et al. Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(29):e2502593122. doi:10.1073/pnas.2502593122Xing Z, Cai X, He T, et al. VCPs nuclear journey: Initiated by interacting with KPNB1 to repair DNA damage. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(19):e2416045122. doi:10.1073/pnas.2416045122 天然產(chǎn)物篩到靶點就結(jié)束了？對于共價分子，從靶點，到位點，讓作用機制再向前一步
導語天然產(chǎn)物深入研究不能止步于靶點發(fā)現(xiàn)。對于共價分子而言靶點鑒定不是終點結(jié)合位點解析才是深入機制研究的關(guān)鍵一步。摘要靶點篩選解決的是“誰是靶點”而對于共價分子而言還需要進一步明確“在哪里發(fā)生共價結(jié)合”。因此在完成靶點鑒定后針對具有共價作用特征的天然產(chǎn)物或小分子進一步解析其共價結(jié)合位點更加深入地揭示分子與靶蛋白之間的作用模式。天然產(chǎn)物靶點研究找到“結(jié)合了誰”只是第一步天然產(chǎn)物與靶蛋白之間的相互作用既可能表現(xiàn)為可逆的非共價結(jié)合也可能通過親電反應(yīng)基團與蛋白特定氨基酸殘基形成穩(wěn)定的共價加合物。對于具有潛在共價反應(yīng)活性的天然產(chǎn)物而言如果能夠進一步明確其與靶蛋白形成共價結(jié)合的具體氨基酸位點不僅可以確認直接作用關(guān)系還能夠進一步解析其結(jié)合模式與作用機制。因此在完成天然產(chǎn)物靶點篩選后進一步利用LC-MS/MS進行共價結(jié)合位點鑒定可以將研究從“靶點是誰”深入到“究竟結(jié)合在哪里”。技術(shù)原理LC-MS/MS如何定位共價結(jié)合位點共價結(jié)合鑒定的核心原理是通過識別修飾所引起的質(zhì)量變化并結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜MS/MS精確定位修飾位點。當小分子藥物或化學探針與蛋白中的親核殘基如半胱氨酸、賴氨酸或N-末端形成共價鍵時修飾會導致目標肽段或蛋白整體分子質(zhì)量發(fā)生特征性偏移。LC-MS/MS不僅能夠告訴我們“天然產(chǎn)物是否與該靶蛋白共價結(jié)合”還能夠進一步回答“天然產(chǎn)物與這個蛋白的哪個氨基酸發(fā)生了共價結(jié)合”。本文匯總4項相關(guān)研究一起看看天然產(chǎn)物與靶點的共價結(jié)合位點如何展開研究案例1天然產(chǎn)物 Auxarconjugatin B共價靶向 SCAMP2 治療膠質(zhì)母細胞瘤天然產(chǎn)物Auxarconjugatin BAUX-B靶蛋白分泌載體膜蛋白 2SCAMP2結(jié)合位點賴氨酸Lys1302026年2月中國醫(yī)學科學院藥物研究所研究團隊在Acta Pharmaceutica Sinica BIF14.6發(fā)表題為“Targeting SCAMP2 by a natural product auxarconjugatin B for glioblastoma therapy via restoring aspartate metabolic flux”的研究論文。研究者首先設(shè)計炔基標記的AUX-B探針并利用ABPP技術(shù)篩選其作用靶點為SCAMP2進一步通過LC-MS/MS鑒定AUX-B與SCAMP2的共價結(jié)合位點是Lys130K130。深入的機制研究表明AUX-B與SCAMP2共價結(jié)合后顯著破壞SCAMP2與天冬氨酸轉(zhuǎn)運蛋白SLC1A3和SLC25A12的相互作用導致細胞內(nèi)天冬氨酸水平下降從而抑制膠質(zhì)母細胞瘤增殖。案例2去氫木香內(nèi)酯共價靶向NLRP3緩解炎癥天然產(chǎn)物去氫木香內(nèi)酯DCL靶蛋白NOD樣受體家族含pyrin結(jié)構(gòu)域蛋白3NLRP3結(jié)合位點半胱氨酸Cys2802025年9月南京中醫(yī)藥大學研究團隊在MedCommIF14.4發(fā)表題為“Dehydrocostus Lactone Effectively Alleviates Inflammatory Diseases by Covalently and Irreversibly Targeting NLRP3”的研究論文。研究者首先整合ZINC、TCMSP及內(nèi)部天然產(chǎn)物庫開展虛擬篩選和共價對接從中篩選出具有潛在NLRP3共價結(jié)合能力的天然產(chǎn)物去氫木香內(nèi)酯DCL。隨后通過細胞活性實驗發(fā)現(xiàn)DCL可顯著抑制NLRP3炎性小體活化及IL-1β釋放。進一步利用LC-MS/MS解析DCL修飾的NLRP3肽段確定其通過Michael加成反應(yīng)與Cys280形成共價鍵并經(jīng)C280A突變得到驗證。機制研究表明DCL共價修飾NLRP3 Cys280后破壞NLRP3與NEK7的相互作用進而抑制NLRP3炎性小體激活。案例3旋覆花中的內(nèi)酯類天然產(chǎn)物共價靶向PBK治療神經(jīng)炎癥天然產(chǎn)物1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone AB靶蛋白PDZ結(jié)合激酶PBK結(jié)合位點半胱氨酸Cys702025年7月天津中醫(yī)藥大學研究團隊在PNASIF9.4發(fā)表題為“Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation”的研究論文。研究者首先利用20K人類蛋白質(zhì)組芯片篩選AB的潛在作用靶點鑒定獲得PBK并通過DARTS/CETSAWB、MST等技術(shù)驗證二者的直接結(jié)合。進一步利用LC-MS/MS鑒定共價結(jié)合位點發(fā)現(xiàn)AB通過Cys70與PBK形成共價結(jié)合。機制研究表明AB共價修飾PBK Cys70后調(diào)控PBK/TIPE2信號軸抑制TIPE2 S3位點磷酸化及泛素化降解從而發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥作用。案例4醉茄素A共價靶向KPNB1抑制腫瘤生長天然產(chǎn)物醉茄素A WA靶蛋白核收受蛋白亞基β-1KPNB1結(jié)合位點半胱氨酸Cys1582025年5月四川大學研究團隊在PNASIF9.4發(fā)表題為“VCP’s nuclear journey: Initiated by interacting with KPNB1 to repair DNA damage”的研究論文。研究者首先通過DARTS技術(shù)從間變性甲狀腺癌細胞中篩選出天然產(chǎn)物醉茄內(nèi)酯AWA的潛在作用靶點KPNB1并結(jié)合CETSA、DARTS和MST等技術(shù)進一步驗證二者的直接結(jié)合。隨后通過片段定位與LC-MS/MS質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)KPNB1的Cys158和Cys228可能為WA的共價結(jié)合位點并經(jīng)突變實驗進一步確認Cys158是關(guān)鍵結(jié)合殘基。機制研究表明WA通過與KPNB1 Cys158形成共價結(jié)合破壞KPNB1與VCP的相互作用抑制VCP核轉(zhuǎn)位及DNA損傷修復進而發(fā)揮抗腫瘤作用。達吉特專家評述天然產(chǎn)物靶點研究并不應(yīng)止步于“篩選驗證靶蛋白”。對于具有潛在共價反應(yīng)活性的天然產(chǎn)物進一步明確其與靶蛋白形成共價結(jié)合的具體氨基酸位點可以為直接靶點關(guān)系提供更深入的分子證據(jù)同時幫助解析天然產(chǎn)物的結(jié)合模式、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及作用機制。因此一條更加完整的研究證據(jù)鏈可以概括為其中LC-MS/MS共價結(jié)合位點鑒定正是連接“靶點發(fā)現(xiàn)”和“機制解析”的重要環(huán)節(jié)。對于含有親電反應(yīng)基團、具有潛在共價作用特征的天然產(chǎn)物與其只回答“它結(jié)合了誰”不妨進一步回答“它究竟結(jié)合在哪里”。達吉特的共價結(jié)合位點研究服務(wù)靶點篩選不是終點結(jié)合位點解析讓藥靶研究更進一步。針對具有潛在共價結(jié)合特征的天然產(chǎn)物達吉特通過LC-MS/MS開展共價結(jié)合位點鑒定定位天然產(chǎn)物修飾的關(guān)鍵氨基酸殘基為“靶點鑒定—結(jié)合位點—作用機制”研究提供完整的技術(shù)支持。相關(guān)文獻Shang C, Li W, Pu Q, et al. Targeting SCAMP2 by a natural product auxarconjugatin B for glioblastoma therapy via restoring aspartate metabolic flux. Acta Pharm Sin B. 2026;16(5):3090-3108. doi:10.1016/j.apsb.2026.02.018Lv Q, Zhang Y, Wang J, et al. Dehydrocostus Lactone Effectively Alleviates Inflammatory Diseases by Covalently and Irreversibly Targeting NLRP3. MedComm (2020). 2025;6(9):e70367. Published 2025 Sep 3. doi:10.1002/mco2.70367Zhang J, Zhang HL, Xu XR, et al. Targeting PBK with small-molecule 1-O-acetyl-4R,6S-britannilactone for the treatment of neuroinflammation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(29):e2502593122. doi:10.1073/pnas.2502593122Xing Z, Cai X, He T, et al. VCPs nuclear journey: Initiated by interacting with KPNB1 to repair DNA damage. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(19):e2416045122. doi:10.1073/pnas.2416045122