李笑宇課題組在DNA編碼分子庫(kù)和蛋白質(zhì)標(biāo)記方面取得進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 16:47:04學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：北京大學(xué)
1) ?DNA編碼分子庫(kù)的篩選新方法
???????? DNA編碼分子庫(kù)(DNA-Encoded Library, DEL) 把DNA分子作為一種條形碼，對(duì)分子庫(kù)中的化合物進(jìn)行編碼。當(dāng)今DEL已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在幾十個(gè)微升的體積中包含上千萬(wàn)甚至上百億個(gè)不同的化合物；并且不依賴于復(fù)雜的設(shè)備，能夠在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物靶點(diǎn)的高通量篩選。DEL不僅僅限于基礎(chǔ)研究，并且被國(guó)內(nèi)外主要的藥企廣泛采用，成為藥物研發(fā)中獲得先導(dǎo)化合物的一種重要手段。然而，DNA編碼分子庫(kù)的篩選一般要求對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾、純化、固載，從而限制了所適用的蛋白質(zhì)類型。一些對(duì)天然環(huán)境要求較高，或是難以被修飾和固載的蛋白質(zhì)，均無(wú)法作為靶點(diǎn)被用于分子庫(kù)的篩選。
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??? 有機(jī)所的李笑宇課題組在其近期發(fā)展的DNA控制下蛋白質(zhì)修飾方法的基礎(chǔ)上(Angew. Chem. Intl. Ed. 2013, 52, 9544; Bioconjugate Chem. 2014, 25, 1172)，與北京大學(xué)工學(xué)院的黃巖誼課題組進(jìn)行合作，利用配體誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)光交聯(lián)(ligand-directed photo-crosslinking)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)完全無(wú)修飾，非固載蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的篩選。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)大大擴(kuò)展了DEL的適用性，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜蛋白，蛋白質(zhì)復(fù)合體，甚至活細(xì)胞表面蛋白質(zhì)等重要靶點(diǎn)的小分子配體篩選。該成果近期發(fā)表在德國(guó)應(yīng)用化學(xué), 并被選為當(dāng)期的封面文章(front cover)。
??? 有機(jī)所的李笑宇課題組在其近期發(fā)展的DNA控制下蛋白質(zhì)修飾方法的基礎(chǔ)上(Angew. Chem. Intl. Ed. 2013, 52, 9544; Bioconjugate Chem. 2014, 25, 1172)，與北京大學(xué)工學(xué)院的黃巖誼課題組進(jìn)行合作，利用配體誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)光交聯(lián)(ligand-directed photo-crosslinking)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)完全無(wú)修飾，非固載蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的篩選。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)大大擴(kuò)展了DEL的適用性，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜蛋白，蛋白質(zhì)復(fù)合體，甚至活細(xì)胞表面蛋白質(zhì)等重要靶點(diǎn)的小分子配體篩選。該成果近期發(fā)表在德國(guó)應(yīng)用化學(xué), 并被選為當(dāng)期的封面文章(front cover)。
???????? ? Peng Zhao, Zitian Chen, Yizhou Li, Dawei Sun, Yuan Gao,Yanyi Huang*and Xiaoyu Li*Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10056-10059.
????? 北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生趙鵬是該論文的第一作者。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、教育部的資助。
2) ? 蛋白質(zhì)標(biāo)記新方法
2) ? 蛋白質(zhì)標(biāo)記新方法
???? 蛋白質(zhì)-DNA的選擇性識(shí)別是生命過(guò)程中非常重要的一類相互作用。例如，轉(zhuǎn)錄因子是一類選擇性識(shí)別雙鏈DNA的蛋白質(zhì)，通過(guò)結(jié)合特定序列的DNA，轉(zhuǎn)錄因子在基因表達(dá)中起著重要的調(diào)控作用，和許多重要的生命過(guò)程，包括多種重大疾病的分子機(jī)理密切相關(guān)。當(dāng)今領(lǐng)域中存在一些研究 DNA-蛋白質(zhì)相互作用的方法，例如經(jīng)典的足跡法 (footprinting)、凝膠遷移率檢測(cè) (EMSA)、染色體免疫共沉淀(ChIP)、以及基于共價(jià)交聯(lián)的探針?lè)椒ā?/div>
???? 然而，常規(guī)探針?lè)椒ㄖ械慕宦?lián)基團(tuán)一般位于蛋白質(zhì)所識(shí)別的DNA序列內(nèi)部，往往影響蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合。李笑宇課題組將一種新穎的DPAL雙探針?lè)椒☉?yīng)用到蛋白質(zhì)-DNA相互作用的研究之中，有效地避免了這一問(wèn)題。DPAL能夠以完全無(wú)修飾的探針去識(shí)別與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)，再以另一個(gè)獨(dú)立的探針，通過(guò)光交聯(lián)反應(yīng)去標(biāo)記蛋白質(zhì)。李笑宇課題組證明在一些常規(guī)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生物體系中，DPAL能夠準(zhǔn)確而且有效地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì)的識(shí)別和標(biāo)記。另外該課題組還將該方法拓展到了識(shí)別5-甲基胞嘧啶 (5-methyl-C) 和5-羥甲基胞嘧啶(5-hydroxymethyl-C) 的DNA序列的蛋白質(zhì)，從而為在表觀遺傳學(xué)的研究提供了新的探索途徑。該成果近期發(fā)表在Chemical Science上。
???? 然而，常規(guī)探針?lè)椒ㄖ械慕宦?lián)基團(tuán)一般位于蛋白質(zhì)所識(shí)別的DNA序列內(nèi)部，往往影響蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合。李笑宇課題組將一種新穎的DPAL雙探針?lè)椒☉?yīng)用到蛋白質(zhì)-DNA相互作用的研究之中，有效地避免了這一問(wèn)題。DPAL能夠以完全無(wú)修飾的探針去識(shí)別與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)，再以另一個(gè)獨(dú)立的探針，通過(guò)光交聯(lián)反應(yīng)去標(biāo)記蛋白質(zhì)。李笑宇課題組證明在一些常規(guī)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生物體系中，DPAL能夠準(zhǔn)確而且有效地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì)的識(shí)別和標(biāo)記。另外該課題組還將該方法拓展到了識(shí)別5-甲基胞嘧啶 (5-methyl-C) 和5-羥甲基胞嘧啶(5-hydroxymethyl-C) 的DNA序列的蛋白質(zhì)，從而為在表觀遺傳學(xué)的研究提供了新的探索途徑。該成果近期發(fā)表在Chemical Science上。
??????? Ying Liu, Wenlu Zheng,Wan Zhang, Nan Chen, Yang Liu, Li Chen, Xiaozhou Zhou, Xingshuo Chen, Haifeng Zheng and Xiaoyu Li*“Photoaffinity labeling of transcription factors by DNA-templated crosslinking”Chem. Sci. 2014, DOI: 10.1039/c4sc01953a
??? 北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生劉瑩是該論文的第一作者。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、教育部的資助。
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