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生物素标记绿原酸探针揭示促肝再生新靶点

引言

肝再生(Liver Regeneration, LR)能力的不足是导致肝切除术后肝衰竭及肝移植"小肝综合征"的核心临床难题,目前仍缺乏有效的治疗药物。绿原酸(Chlorogenic Acid, CGA)作为传统补肝中药杜仲的主要活性成分,其保肝功效早已被记载,但促进肝再生的直接靶点及深层机制此前尚不明确。

2026年3月,发表于Acta Pharmacologica Sinica的研究成果首次揭示了绿原酸通过直接靶向Keap1蛋白,激活Nrf2信号通路,从而加速肝细胞周期进程与能量代谢,显著促进肝再生的分子机制。在该研究中,纳孚生物提供的**生物素标记绿原酸探针(Biotin-CGA)**扮演了验证"直接相互作用"的关键角色。

研究挑战:从功能表型到直接靶点的确认

尽管前期研究已表明绿原酸对肝脏具有保护作用,但要证明其能直接与特定蛋白(Keap1)结合并发挥调控作用,面临着两大技术难点:

互作验证

传统方法难以确定绿原酸这种天然小分子与Keap1蛋白之间是否存在直接且特异性的物理结合。天然小分子与靶蛋白的结合往往是低亲和力的、瞬时的,常规的免疫共沉淀(Co-IP)方法难以有效捕获。

结合位点定位

需要精确识别绿原酸结合在Keap1蛋白的哪个关键氨基酸残基上,以解析其构效关系,为后续药物优化提供指导。

解决方案:纳孚生物高品质生物素标记探针

为解决上述难题,研究团队采用了纳孚生物定制的生物素标记绿原酸探针(Biotin-CGA)。该探针在保留绿原酸天然活性的基础上,引入了生物素标签,使其能够通过链霉亲和素系统进行高灵敏度的分子互作捕获。

Biotin-CGA的设计要点

  • 活性保留:生物素标签的引入不影响绿原酸与靶蛋白的结合活性

  • Linker优化:采用适当的连接臂长度,避免空间位阻影响分子识别

  • 高纯度制备:确保探针纯度≥95%,避免未标记绿原酸的竞争干扰

  • 稳定性:在实验条件下保持化学稳定性和生物活性

关键实验结果

利用该生物素标记探针,研究团队通过微量热泳动(MST)和pull-down实验,获得了以下突破性发现:

验证直接结合

实验证实,绿原酸与Keap1蛋白的Kelch结构域存在直接的物理相互作用,解离常数(Kd)达到微摩尔级别,明确了Keap1是绿原酸发挥促肝再生作用的直接靶点。

定位关键残基

借助生物素标记探针的结合竞争实验,结合分子对接与点突变技术,研究人员精准鉴定出Keap1蛋白的Arg415残基是结合绿原酸的关键位点。

机制通路解析

绿原酸与Keap1结合后,释放被Keap1抑制的Nrf2转录因子,Nrf2入核激活下游抗氧化和细胞增殖相关基因的表达,从而促进肝细胞周期进程与能量代谢,加速肝再生。

生物素标记小分子探针的通用策略

这项研究也展示了生物素标记小分子探针在靶点验证中的通用策略,可推广至更多天然产物的靶点鉴定:

适用范围

  • 天然活性成分靶点鉴定:中药活性成分、天然小分子的直接靶蛋白发现

  • 药物-蛋白互作验证:确认候选药物与靶蛋白的直接结合关系

  • 结合位点定位:结合点突变和分子对接技术,精确定位结合残基

  • 竞争性结合实验:利用生物素标记探针与候选分子的竞争关系,评估结合亲和力

技术优势

方法生物素标记探针传统Co-IP
检测灵敏度高(链霉亲和素富集)
低亲和力互作可捕获困难
结合位点定位配合突变可定位通常不可
适合分子类型小分子 + 蛋白仅蛋白-蛋白

凯康镁科技的生物素标记定制服务

纳孚生物在生物素标记小分子探针定制合成领域拥有丰富经验,可为您的靶点验证研究提供:

  • 生物素标记天然产物:从绿原酸到各类中药活性成分,均可定制标记

  • 生物素标记药物分子:候选药物分子的生物素化探针制备

  • 多种Linker选择:PEG系列、烷基链等不同长度连接臂,优化标记效率

  • 结构优化建议:根据分子特性推荐最佳标记位点与策略

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参考文献

Chen, X., et al. (2026). Chlorogenic acid promotes liver regeneration after partial hepatectomy through activating Nrf2 via directly targeting Keap1. Acta Pharmacologica Sinica.

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