革命性新技术助力离子通道药物研发加速进程

一个国际团队，涉及化学研究所、塞维利亚大学和西班牙国家研究委员会的联合中心，开发了一种新技术，加速针对离子通道的药物设计。离子通道是一种细胞膜蛋白，与多种疾病相关，从精神障碍到各种类型的癌症。

这项研究是与东安格利亚大学和卡德拉姆研究所（均位于英国）合作进行的，已经在 美国化学学会杂志 上发表。

离子通道是调节离子进入细胞的细胞膜蛋白质。它们在神经传导、肌肉收缩和免疫反应等多种过程中的作用至关重要，其功能障碍与多种疾病相关，因此成为极具治疗潜力的靶点。

“到目前为止，研究药物如何与这些蛋白质相互作用需要将它们分离，这是一个技术上复杂的过程，可能会影响它们的行为。我们的技术基于核磁共振，可以让我们在活细胞中研究这些相互作用，这能提供更具生物学相关性的信息，”化学研究所的赫苏斯·安古洛解释道。

这项新技术的实验时间更短（不到一个小时），更经济，且显著更简单，因为它不再需要复杂的初步蛋白质纯化或样本操作过程。

研究人员认为他们的方法可能会成为结构-活性研究的标准工具，这些研究旨在探究分子的化学结构与其药理效应之间的关系。

“我们的技术可以显著加速针对离子通道和其他膜蛋白的药物开发，为多个领域开辟新的研究方向，涵盖神经系统、心血管、代谢和肿瘤等疾病，”东安格利亚大学的利安娜·斯托克斯说。

药理研究的新工具

这项新技术已经在P2X7受体上进行了测试，P2X7受体是治疗抑郁症、某些自闭症谱系障碍和某些类型癌症的靶点。

“我们已经证明可以在活细胞中识别药物的哪些部分与蛋白质发生相互作用，从而帮助我们优化这些相互作用；这对开发更有效、更精准的药物至关重要，”诺里奇的Quadram研究所研究员塞雷娜·莫纳科说。

此外，得益于IIQ-CSIC-US开发的软件，作者将他们的实验数据与使用生物信息学生成的药物-受体结合的三维模型结合起来。这让他们能够验证哪些计算机生成的模型实际上与实验室观察结果相匹配。

“药物与蛋白质之间的相互作用可以比作锁和钥匙：膜蛋白是锁，而我们的钥匙是药物。但我们不仅要找到合适的钥匙，还得想办法怎么插进去，才能更有效地打开，”安古洛解释道。

“生物信息学模型在设计新药时非常重要。在针对这些蛋白质的新药开发中，代表了一个新范式，”研究人员总结道。

更多信息： Serena Monaco 等，在离子通道上进行的细胞内饱和转移差异 NMR 光谱研究：对 P2X7 的负变构调节剂结合相互作用进行表征，美国化学学会杂志 (2025)。 DOI: 10.1021/jacs.5c02985