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研究人員開發生物發光傳感器 用于測試實驗室中新藥物的有效性

2019/3/2編輯:Ma Liang 人氣:1462

導讀:生物傳感器基于G蛋白偶聯受體(GPCR)的作用,GPCR是參與細胞間通訊的膜結合蛋白。

    加拿大研究人員與巴西同事合作開發了13種生物發光傳感器,用于測試實驗室中新藥物的有效性。

    該研究發表在“科學信號”雜志上,為新藥的測試和表征鋪平了道路。生物傳感器基于G蛋白偶聯受體(GPCR)的作用,GPCR是參與細胞間通訊的膜結合蛋白。

    研究人員沒有選擇偶然研究GPCR。目前市場上所有藥物的三分之一到一半估計都針對這些受體。

    “這些蛋白質是用于治療多種疾病和疾病的藥物的目標,包括過敏,疼痛,高血壓和糖尿病等。新的生物傳感器預計將與發現和開發用于治療的新藥有關。更多疾病,“巴西圣保羅大學RibeirãoPreto醫學院(FMRP-USP)生物化學與免疫學系教授Claudio Miguel da Costa-Neto說道,該文章的作者之一。

    Costa-Neto解釋說,直到幾年前,用于新藥開發的體外試驗 - 在動物模型和人類的臨床試驗之前進行 - 僅顯示該化合物是否激活或阻斷了給定的細胞反應。

    “為了冒一個類比,直到幾年前,這些測試的表現就好像有一盞燈可以打開或關閉,”他說。“我們最近發現可以分析可被受體激活的不同途徑以及給定信號通路在何種程度上被激活。所以它不再僅僅是開關的問題。就好像我們有一個帶有幾個LED燈或一個調光器的房間,可以說有多少通路被激活,哪些通路被激活或阻塞。我們的生物傳感器和其他組正在開發的其他通道提供更完整的通道回答,一個信號概況,就像它一樣。“

    該研究描述了研究人員如何開發,驗證和使用一套基于生物發光共振能量轉移(BRET)的生物傳感器來測量不同的細胞內信號傳導途徑并檢測藥物在培養細胞中的作用。由GPCR及其配體(包括激素和神經遞質)之間的相互作用產生的信號級聯控制細胞中的多種過程,使其成為新藥發現的關鍵目標。

    國際研究人員使用基因工程和分子生物學技術將熒光和發光酶(如熒光素酶,螢火蟲中發現的光產物)添加到GPCR配體中。

    “當這些受體中的一種被藥物激活并且細胞內的蛋白質與受體相互作用時,熒光素酶發出的光會轉移到熒光蛋白上并激活它。通過這種方式,我們可以準確地測量藥物作用的不同水平。 ,“Costa-Neto說。

    該研究得益于FMRP-USP附屬研究人員與加拿大蒙特利爾大學和麥吉爾大學之間的廣泛合作。FAPESP通過一個主題項目為該項目提供支持,該項目是圣保羅國際合作研究人員(SPRINT)發布的一項調查項目,該項目是海外研究員Larissa de Bortoli頒發的研究獎學金,以及授予SarahCapelupeSimões的博士獎學金,以及2018年3月圣保羅藥品高級科學學院:從目標市場到市場。

    驗證

    13種生物傳感器在數十種藥物和幾種模擬多態性的突變受體上進行了測試,其中一些與遺傳性疾病有關。

    “為了驗證這些重要的新藥物發現工具,生物傳感器在不同的配體和突變體受體上進行了測試。目的是證明不僅在使用不同的藥物時,而且在使用不同的藥物時,可以檢測到不同的信號模式。受體改變了,“Costa-Neto說。

    據研究人員稱,該研究代表了對精細信號傳導機制的理解的進步,這是由于開發的生物傳感器的數量和研究中使用的技術。

    “這些機制已經被描述,但我們對它們的理解有了很大的提升。因此,我們認為新的生物傳感器將對新藥開發產生重大影響,”Costa-Neto說。

    “除了GPCR作為目標的重要性之外,另一點是生物傳感器得到了廣泛的驗證。我們發現它們起作用,反應良好,并且對這些信號傳導途徑的表征具有高度可靠性。”

    除了他們開發的工具的精確性,Costa-Neto還強調創造力是該研究的一個關鍵特征。“用基因工程開發蛋白質涉及大量的知識和創造力,”他說。“這些生物傳感器中的一些是名副其實的'Frankensteins',通過拼接不同蛋白質的各種結構部分而制成。這是一項極具創造性的研究。”

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(來源: 生物幫 )

標簽:傳感器,儀器,設備,檢測

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