药物靶点的重要性不言而喻，其价值不仅体现在能够发表证明特定药物靶点存在的科研文章，更重要的是，明确药物靶点后，可以针对这一靶点设计新型药物。对于已知药物，我们可以在确保其与蛋白质结合靶点不变的前提下，对其非结合部位进行化学修饰，从而在保持药物疗效的同时减少或避免副作用，这正是药物靶点筛选的核心价值所在。

一、药物靶点证明关键点

如何证明药物靶点？这一过程与蛋白分子互作的研究既有相似之处，也存在差异。主要可以从以下两个方面进行阐述：

1.证明分子间的相互作用

蛋白分子互作：主要集中在细胞内，研究涉及信号通路相关蛋白之间的相互作用，尤其是蛋白与蛋白之间的相互作用。

药物靶点：不仅涉及蛋白与蛋白之间的相互作用（如单克隆抗体），还包括多肽与蛋白的相互作用，以及小分子药物（如中药单体成分或其他抑制剂）与蛋白的结合。因此，证明药物靶点的方法更为多样和复杂。

2.结合强度的论证

蛋白分子互作：只要证明分子之间有结合即可，结合强度的论证相对简单。通常通过免疫沉淀（IP）、pull down 和突变互作位点等体外实验来证明分子间的结合。比如分子相互结合后去激活下游通路，这种不需要有很强的结合力。

药物靶点：药物与靶蛋白的结合强度，即解离常数（KD），是个关键因素。一个药物即使能够与靶蛋白结合，但如果结合不稳定，其效果可能非常有限。因此，药物的结合强度需要通过多种方法进行严格验证，确保其在生理条件下能够稳定发挥作用。

二、药物靶点筛选和证明的实验思路

1.筛选

1.1,FRET(荧光共振能量转移，药物筛选)

1.2,ABPP(基于活性蛋白质组学分析，靶点筛选)

1.3,Lip/MA(限制性酶解-质谱分析，靶点筛选)

2.证明结合

2.1,CETSA(细胞热位移分析；温度)

2.2,DARTS(药物亲和反应靶向稳定性技术；酶)

2.3,荧光共定位

2.4,Pull down

2.5,SPR(表面等离子共振)/MST(微尺度热涌动)

2.6,分子对接（计算机模拟靶点）

2.7,突变体构建（具体靶点）

3.功能验证

3.1,Gene KO/KD/OE

3.2,通路验证/细胞表型/疾病表型验证

1.1 筛选药物

在筛选过程中，荧光共振能量转移（FRET）方法用于已知影响疾病或细胞表型的关键通路，但未知哪些药物能作用于该通路时，筛选潜在药物。通过 FRET 技术，可以发现能够影响关键蛋白活性的药物，然而，这种方法并不能直接证明药物的靶点即为该关键蛋白。

1.2-1.3筛选靶蛋白

最常用且有效的药物靶点确认方法包括：基于活性蛋白质组学分析的ABPP及通过限制性酶解将蛋白分解为多肽片段后进行质谱分析的Lip/MA。通过蛋白质组学定量分析可确定药物富集最多的靶点，并逐步验证。

2.1-2.5证明有结合

细胞热位移分析（CETSA）和药物亲和反应捕获稳定化实验（DARTS）均可通过药物与靶蛋白的结合，分别减轻靶蛋白的高温降解和蛋白酶降解程度。这两种方法还可与质谱联用，用于药物靶点的筛选。

此外，荧光共定位可证实药物与靶蛋白在空间上的结合，而Pull down、表面等离子体共振（SPR）、微尺度热泳动（MST）等技术则用于验证二者是否直接结合。其中，Pull down 实验可以通过纯化蛋白或在体内过表达蛋白后检测它们的结合情况，而 SPR 和 MST 则是在体外条件下证明药物与靶蛋白的直接结合。

2.6-2.7结合具体靶点

分子对接和突变体构建用于验证具体的结合靶点。通过计算机模拟筛选活性位点，活性位点通常包含多个肽段。制备截短突变体，确定靶点所在的肽段，随后对该肽段进行点突变，以精确定位具体的结合位点。确定该靶点后，不仅可以验证药物的效果，还可以基于靶点信息优化和改良药物。

3.1-3.2功能验证

通过基因敲除（Gene KO）、RNA干扰（Gene KD）和基因过表达（Gene OE）的方法调节靶点的表达水平，进而验证药物对相关表型的影响。这些表型不仅包括相关通路，细胞层面的变化，如细胞死亡或代谢变化，还包括整体代谢及疾病模型的表型，以评估药物结合靶点对疾病发展的影响。

三、文献实例

以2022年在影响影子27.7《CELL METABOLIS》上发表的“Discovery of a potent allosteric activator of DGKQ that amelioratesobesity-induced insulin resistance via the sn-1,2-DAG-PKCe signaling axis”为例。

该文章涉及到的疾病模型是肥胖、胰岛素抵抗、或者是脂质代谢异常，用到多种肝细胞模型，涉及到的代谢通路是脂质代谢的关键通路sn-1,2-DGK/PKCɛ,文章中最终筛选到的药物是白术内酯2(AT II),找到的对应靶点是DGKQ靶点。

文章作者思路图（图1）可以看出：右边是作者发现该药物通过影响一系列通路，改善了胰岛素抵抗，降低了脂质的累计，最终改善肥胖。

左边是作者筛选这个药物的过程，首先，作者关注到PKC/DAG通路，通过荧光共振能量转移（FRET）以及液相色谱联合质谱的方法，找到哪些药物主要影响这个通路两个关键蛋白的活性，最终选择了AT II药物，进一步通过药靶筛选的方法，最终找到了关键靶蛋白DGKQ，通过截短突变和点突变构建的方法以及计算机模拟，找到了药物AT II与靶蛋白DGKQ结合的直接靶点。

图1 思路图

作者在已有了PKC代谢的相关通路，但不知道药物的情况下，通过FRET以及液相色谱联合质谱（图2）的方法，找到影响该通路的关键蛋白就是PKC及DAG，影响这两个蛋白的主要药物最终筛选到AT II，前面筛选到的AT II能影响通路关键蛋白的活性，但并不能证明AT II的靶点就是这蛋白，因此后面需要找关键靶点。

图2  FRET以及液相色谱联合质谱

作者找到最有效的药物后，通过基于活性的蛋白质组学分析（ABPP）（图3）的方法来寻找靶点,它将白术内酯这个小分子化合物结合物素制成一个探针，该探针会与一系列靶蛋白结合，然后通过磁珠将它拉下来，再送蛋白质组学分析，看药物和哪一个片段结合最多，强度最高。

图3 ABPP相关实验

接着是证明药物和靶点是直接结合的。通过pull down（图4） 实验，得到的B、C图表明加入白术内酯II后，可以抑制探针A6与DGKQ的直接结合。接下来MST（图5D）和SPR（图5E）都是证明直接结合，它们实验结果都是微摩尔级，说明它们的结合是非常紧密的。

图4 pull down

图5 MST和SPR

接下来通过DARTS(图6)和CETSA(图7)技术证明AT II和DGKQ的结合是非常稳定的，它们结合后可以抑制DGKQ被蛋白酶降解，也可抑制DGKQ在高温下降解。

图6 DARTS方法

图7 CETSA方法

然后，分析的是AT II的异构体AT I、ATIII、8β-Me，也是通过采用MST和SPR的方法（图8），发现ATII与DGKQ结合最为紧密，其余要么不结合，要么解离常数在10微摩尔级，反向证明了DGKQ只与ATII结合。

图8 异构体MST和SPR检测

接者是反向验证，或者说是结合靶点验证。首先DGKQ活性位点有很多片段，作者取了其中不同片段来与A6探针结合，Pull down实验结果（图9A）下面图是片段本身大小的图，上面是用A6去拉后得到的这个片段的大小，可以看出61-293aa和294-590aa是与A6有结合。通过MST（图9B）,61-293aa的C1和294-590aa的PH片段的解离常数在10微摩尔级，其他片段在100微摩尔级或为0，因此将结合域聚焦在61-590aa区段。

图9 截短突变体Pull down和MST检测

进一步通过分子对接（图10），找到活性位点片段大概结合的一些氨基酸序列，后面构建点突变模型，依旧利用pull down（图11D） 和MST（图11E）确定结合位点在CRD domain 的193，204，241三个氨基酸上。

图10 计算机模拟分子对接

图11 点突变Pull down和MST检测

最后是功能验证，采用了高脂血症模型、肝脏脂质代谢异常模型、胰岛素抵抗模型的小鼠进行验证。

图12 疾病模型功能验证

强耀生物可提供分子互作平台：SPR检测，MST检测，Co-IP，GST-Pull down等服务，欢迎您咨询订购。