邓海腾研究组在《Angewandte Chemie 》上发表学术论文 阐述发展谷胱甘肽修饰组学的方法

        2014年5月30日,清华大学生命科学学院邓海腾教授研究组在《应用化学(Angewandte Chemie International Edition)》杂志上在线发表了题为“Substrate Profiling of Glutathione S-transferase with Engineered Enzymes and Matched Glutathione Analogues”的研究论文。该论文开发并报道了一种名为BIGS(BioorthogonalIdentification of GST Substrates)的可发现谷胱甘肽化底物的方法,该方法利用基因和共享底物改造等化学生物学的方法富集和鉴定受GST催化的谷胱甘肽化的底物分子,对于发现复杂成分药物中的活性分子和理解药物的二相代谢机制都有重要的意义。
        多年来药物代谢过程一直是人们所关注的热点问题,发现复杂成分药物例如中药的活性组分和代谢过程一直都缺乏有效的研究手段。本论文以药物二相代谢酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)催化的药物分子的谷胱甘肽化为研究体系,发展了化学生物学的方法,并结合质谱技术首次对其小分子底物予以富集和鉴定。该方法的关键技术是合成了含有炔基的GSH类似物,通过对GST进行基因工程改造,筛选到了一种GST-KWR的突变体与GSH类似物有最佳的催化组合。这样使得GST-KWR的谷胱甘肽化底物上有可以用于富集和检测的炔基基团,并运用此方法,在传统中成药感冒冲剂中鉴定到了10种可以被GST催化的底物分子。BIGS为发现和研究复杂成分药物的活性组分及其代谢过程提供了一个新的思路。
本论文的通讯作者为清华大学生命科学学院的邓海腾教授,该实验室的2010级博士研究生冯杉同学是本论文的第一作者,张雷、古丽莎娜等同学以及生物医学测试中心蛋白质化学平台的刘洁媛技术员也参与了该工作。美国Memorial Sloan-Kettering Cancer Center的Luo Minkui教授对此工作也提供了重要的建议和支持。该研究受国家自然科学基金(31270871)、教育部自主基金(2012Z02293)和清华-北大生命科学联合中心经费的支持。

图示:BIGS的流程示意图