开发一种新药的过程可能是漫长、复杂和不确定的,但从社会、科学和经济的角度来看,它也可能是高回报的。高通量筛选(HTS)已经成为药物发现的主要工具。,向大家介绍目前用于靶标确认的几种HTS方法,主要分为两大类:生化水平和细胞水平。生化水平分析包括比率荧光法(FA/FP)、荧光共振能量转移(FRET)、时间分辨荧光共振能量转移(TR-FRET)等;细胞水平的分析包括细胞活力、报告基因、第二信使和高内涵成像等。生化筛选利用纯化的目标蛋白,在体外测定配体的结合或酶活性的抑制。这些检测通常在384孔板中以竞争的形式进行,其中所研究的化合物必须取代已知的配体或底物。高通量筛选的技术优点。上海高通量筛选小分子库

蛋白质片段互补分析(PCA,也称为双分子荧光互补)和双杂交筛选允许检测细胞中蛋白质相互作用的形成/抑制。PCA将单个检测蛋白(荧光素酶、GFP、GAL)分成两部分,这些部分与感兴趣的蛋白质-蛋白质相互作用融合;如果伴侣结合,检测蛋白会重新形成并检测到信号。高内涵成像平台(HCS)由于其能够提供出色的单细胞分析功能和短的数据采集时间获得大家的青睐。一般的实验流程为设计实验并使用自动分液仪将细胞接种到96、384或1536孔板中;然后加入化合物,由于细胞在孵育过程中会对化合物做出反应,随后对细胞进行染色,并通过HCS成像系统获取图像,通过软件分析获取的图像以确定化合物的剂量反应。上海高通量筛选小分子库高通量筛选的检测技术。

高通量筛选的特色效用高通量筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的一种新技术体系,它以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行实验过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验数据,以计算机对数以千计的样品数据进行分析处理,从而得出科学准确的实验结果和特色效用。英国学者AlanD研究提示,一个实验室采用传统的方法,借助20余种药物作用靶位,1年内能筛选75000个样品;1997年高通量筛选技术发展初期,采用100余种靶位,每年可筛选100万个样品;1999年高通量筛选技术进一步完善后,每天的筛选量就高达10万种化合物。
时间分辨荧光共振能量转移(TR-FRET)原理为具有长寿命荧光(通常为100秒的毫秒至毫秒)的镧系配合物用作FRET供体,荧光蛋白或有机荧光团(例如,别藻蓝素或Cy5)用作受体。普通荧光的半衰期为纳秒级,镧系元素的半衰期为毫秒级,有6个数量级的差别。所以在检测时,TR-FRET有一个时间延迟~100微秒,从而使反应体系内普通背景荧光信号消耗掉,因此TR-FRET的背景信号非常低,能够反映样品实际情况。基于细胞水平的筛选的关键特征之一是可以一次筛选多个靶标。基于细胞的筛选常用于以下情况下:1)所需的分子靶标未知,2)靶标无法在生化测定中充分重组,3)所需的表型只存在于细胞环境中,例如从一种细胞类型分化到另一种细胞类型。基于细胞的检测贯穿于药物发现的所有阶段:靶标选择和验证、初步筛选、先导化合物识别、先导化合物优化以及安全和毒理学筛选。介绍一些细胞水平分析的方法:细胞活力、报告基因、第二信使和高内涵成像等。高通量筛选应具备的条件。

琼脂平板筛选法,对突变体间差异可视化较弱,适用于突变库的初步筛选,筛选后的突变体仍需要其他检测方法如微孔板法进行准确定量。数字影像分光光度计在琼脂平板筛选方法中的应用使琼脂平板法的灵敏度提高且通量达到10^5克隆/d,若可根据目标酶或代谢产物的特性建立琼脂平板筛选方法,则无需使用依赖复杂仪器设备的超高通量筛选法。平板筛选法是微生物在平板固体培养基上进行生殖反应,从而反应出来的性状。微孔板筛选方法微孔板筛选方法通过检测微孔板中底物或目标产物所引起的吸光度或荧光变化对其进行定量分析,可以保证筛选的精确性和灵敏度,是目前常用的筛选方法。根据荧光或吸光度精确检测目标产物的微孔板(Microtiterplate,MTP)筛选方法应运而生,并已广泛应用于酶和细胞工厂的定向改造中。但微孔板筛选法存在通量低、操作耗时等缺点。微孔板筛选法,可以理解成非常小的摇瓶,是微生物在液体环境中反应出来的性状。微流控高通量筛选技术。上海高通量筛选小分子库
药物的高通量筛选技术。上海高通量筛选小分子库
根据计算原理,虚拟药物筛选分为基于小分子结构的筛选和基于药物作用机理的筛选两类,前者通过对已知具有相同作用机理的化合物进行定量构效关系研究,绘制出药物的药效团模型,依照模型对化合物数据库进行搜索,这种筛选技术本质上是一种数据库搜索技术;后者主要应用分子对接技术,实施这种筛选需要获知药物作用靶标的分子结构,通过分子模拟手段计算化合物库中的小分子与靶标结合的能力,预测候选化合物的生理活性。 建立合理的药效团模型、准确测定或预测靶标蛋白质的分子结构、精确和快速地计算候选化合物与靶标相互作用的自由能变化是进行虚拟药物筛选的关键,也是限制虚拟筛选准确性的瓶颈。虽然虚拟筛选的准确性有待提高,但是其快速廉价的特点使之成为发展为迅速的药物筛选技术之一。上海高通量筛选小分子库