SPR技术在筛选化合物与P53蛋白的亲和力的重要作用

2020年，南开大学药学院携手澳门科技大学的研究团队，在知名学术期刊《Acta Pharmaceutical Sinica B》上发表了一项意义重大的研究成果，论文题目为《20(S)-Protopanaxatriol promotes the binding of P53 and DNA to regulate the antitumor network via multiomic analysis》。该研究借助多组学分析手段，深入剖析了人参皂苷（ginsenosides）在非小细胞肺癌细胞A549中的抗肿瘤作用机制，尤其聚焦于通过调控P53蛋白与DNA的结合，来探究人参皂苷的抗肿瘤网络。

研究过程中，团队综合运用转录组、蛋白质组以及代谢组的多组学数据，并借助亲和质谱（MST）和表面等离子体共振（SPR）技术，对人参皂苷中能够与P53蛋白相互作用的活性成分展开筛选，进而验证其对P53-DNA结合所产生的影响。

P53作为一种极为关键的肿瘤抑制蛋白，广泛且深入地参与细胞周期调控、DNA修复、代谢调控以及细胞凋亡等诸多重要生理过程。尽管学界针对P53在癌症中所扮演的角色已开展大量研究，但关于药物究竟如何通过调控P53信号网络来发挥抗肿瘤功效的具体机制，仍存在诸多未知。人参皂苷作为人参的主要活性成分，虽已被证实具备抗肿瘤作用，然而其详细作用机制尚不清晰。基于此，研究团队率先针对A549细胞开展多组学分析，涵盖转录组（mRNA和miRNA）、蛋白质组（蛋白质和磷酸化蛋白质）以及代谢组（正负离子模式的代谢物）的全面分析。通过对这些数据的整合研究，研究人员发现P53蛋白在人参皂苷的抗肿瘤过程中发挥着核心作用。

为进一步确认P53是否为直接作用靶点，研究团队采用亲和质谱（MS）和表面等离子体共振（SPR）技术，筛选出人参皂苷中可与P53蛋白结合的活性成分，并通过分子对接和突变实验，对这些成分的结合位点进行验证。

SPR实验被用于进一步验证MS筛选出的化合物与P53蛋白的亲和力，并精确测定其解离常数（Kd值）。实验时，将重组野生型和突变型P53蛋白偶联至CM5芯片上，把每种化合物的浓度稀释至100 μmol/L，使其依次通过芯片，并同步记录数据。经过分析软件对数据的处理，确定了15种具有高亲和力的化合物，并针对其中5种化合物进行Kd值测定。结果显示，(S)-protopanaxatriol的Kd值最低，仅为6.628 μmol/L，这表明它与P53蛋白的结合力最强。

此外，分子对接和序列比对实验进一步验证了(S)-protopanaxatriol与P53蛋白的结合位点，同时确认了关键结合位点的保守性。分子对接结果显示，(S)-protopanaxatriol嵌入到P53蛋白DNA结合口袋的邻近区域，这与已知的P53稳定剂PhiKan083的结合位点一致。

最后，为进一步验证(S)-protopanaxatriol对P53蛋白与DNA结合的影响，研究团队通过测定上调和下调DNA与P53蛋白的KD值，结果显示，无论是上调还是下调的DNA，都能与P53蛋白实现良好结合，这充分说明P53蛋白在调控基因表达方面发挥着重要作用。

综上所述，SPR实验结果清晰表明，(S)-protopanaxatriol能够直接作用于P53蛋白的DNA结合口袋邻近区域，有效促进P53与DNA的稳定结合，进而调节一系列基因表达和细胞代谢过程。这些研究发现，为深入理解人参皂苷的抗肿瘤机制奠定了重要的分子基础。