概述ABPP基于活性的蛋白质组学分析技术通过构建活性探针在活细胞原位环境下捕获天然产物与蛋白质的直接相互作用为解析复杂成分的作用靶点提供无偏向、高灵敏的化学生物学解决方案。天然产物靶点研究的挑战传统靶点研究策略的局限性天然产物具有结构复杂、活性广泛以及多靶点作用的特征其机制解析一直是新药研发的难点。传统的转录组学RNA-seq或常规蛋白质组学技术主要监测药物处理后分子丰度或表达水平的变化这些变化往往是药物作用后的下游间接响应。因此研究人员难以通过这些数据区分哪些蛋白是药物直接结合的起点靶点哪些仅是相关联的效应分子。ABPP技术的创新范式ABPP技术为解决天然产物未知靶点发现提供了新的研究策略。该技术不依赖于预先设定的生物学假设而是从药物作用机制的起点出发直接寻找与小分子发生物理结合的蛋白。通过在活细胞环境中原位捕获药靶互动ABPP能够真实反映药物在细胞内的直接作用对象极大地提高了靶点发现的生理相关性。ABPP筛选天然产物靶点的核心技术体系活性探针的功能模块设计用于天然产物筛靶的探针通常包含三个核心功能模块以确保捕获的高效性与特异性药效团结构保留天然产物的原始生物活性负责识别靶标。反应基团如光交联基团用于通过紫外激活使探针与结合蛋白形成稳定的共价连接锁定瞬时或弱结合靶点。标签基团如炔基标签便于后续通过点击化学引入富集标签。标准化实验流程该业务遵循严谨的五个步骤实现从活性成分到靶点鉴定的全流程闭环探针构建针对目标天然产物设计并合成活性探针并验证其活性。活细胞孵育探针与活细胞共同孵育在天然环境下实现药靶原位结合。共价锁定利用紫外光激活光敏基团将非共价结合转化为稳定共价连接。点击化学修饰引入生物素Biotin等标签实现目标蛋白的选择性标记与富集。质谱鉴定与分析利用LC-MS/MS技术进行蛋白定量分析锁定高可信度候选靶点。ABPP与传统技术的综合对比优势在天然产物研究中选择合适的筛选策略决定了研究结果的深度。ABPP相比其他常用技术具有差异化优势检测对象为直接作用结合靶点而非下游表达量变化或体外结合蛋白实验体系为活细胞原位生理环境而非间接相关性分析或细胞裂解液体外捕获灵敏度通过共价锁定实现高灵敏捕获可检测瞬时结合且不易丢失弱结合或膜蛋白标签采用小分子标签保持原始活性而非大分子标签筛选模式为活性导向、无偏向筛选而非下游响应分析或亲和力驱动。技术维度RNA-seq / 常规蛋白组学小分子 Pull-downABPP 技术服务检测对象下游表达量变化体外结合蛋白直接作用结合靶点实验体系间接相关性分析细胞裂解液体外活细胞原位生理环境捕获灵敏度无法检测瞬时结合易丢失弱结合/膜蛋白共价锁定高灵敏捕获标签影响无需标记常用大分子标签影响活性小分子标签保持原始活性筛选模式下游响应分析亲和力驱动活性导向、无偏向筛选天然产物靶点解析的高水平应用案例糖代谢药物二甲双胍靶向PEN2林圣彩院士团队在《Nature》上发表的研究展示了利用光亲和ABPP技术的成功范式。研究通过探针筛选鉴定出二甲双胍直接靶向溶酶体蛋白PEN2进而介导AMPK信号通路的激活明确了这一经典老药的确切分子靶点。中药活性成分葛根素靶向GABRA1王卫庆教授团队利用光亲和ABPP探针发现天然产物葛根素能够靶向GABRA1蛋白。这一发现揭示了葛根素如何调控脑-肠轴并影响肠道脂肪吸收为代谢性疾病治疗提供了新理论。抗肿瘤分子胶甲异靛靶向PKMYT12025年的研究发现甲异靛Meisoindigo并非传统酶抑制剂其通过ABPP鉴定出直接靶点PKMYT1。该药物作为分子胶促进PKMYT1与E3酶结合并诱导其降解展示了ABPP在解析新型降解机制中的应用。其他典型天然产物案例汇总汉防己甲素Tetrandrine利用光交联ABPP鉴定出直接靶点LIMP-2揭示其抗病毒与脂质代谢调控机制。1-脱氧野尻霉素DNJ通过ABPP首次鉴定其直接功能靶点为ATP5F1为其心脏保护作用提供了直接证据。灵芝萜类LZ22结合竞争性ABPP策略确定PABPC1为其抗三阴性乳腺癌的直接作用靶点。辣椒素Capsaicin通过炔基探针结合竞争组设计确认其靶向PRDX2诱导氧化应激从而改善类风湿性关节炎。竞争性ABPP降低假阳性的核心质控策略在处理复杂的天然产物提取物或多靶点小分子时竞争性实验是筛选高可信靶点的关键。实验设计同时设置探针组与原型药物竞争组判定逻辑为如果某一候选蛋白是真实靶点过量的原型药物会优先占据位点导致探针标记信号显著降低该策略能有效排除非特异性吸附蛋白和高丰度背景蛋白的干扰确保鉴定结果符合CNS级期刊的严苛质控要求。业务总结针对天然产物及小分子药物研究提供活细胞水平的炔基标记ABPP、光交联ABPP、竞争性ABPP以及位点解析isoTOP-ABPP等多种实验方案。建立了一套从活性成分标记、靶点发现到动力学验证SPR/CETSA的完整技术体系助力科研人员在复杂生物体系中精准锁定药物靶点深度解析分子机制。