色谱技术在药物-血浆蛋白相互作用研究中的应用进展

小分子药物进入人体血液循环系统后与人血清白蛋白(HSA)、α₁ -酸性糖蛋白(AGP)等血浆蛋白存在广泛的相互作用,这些相互作用深刻影响药物在体内的分布及其与靶标蛋白的结合,进而影响药物效应的发挥。深入探究药物与血浆蛋白间的相互作用对于候选药物的成药性优化、新药研发、联合用药的风险评控等意义重大。而发展高效、灵敏、准确的分析检测方法是开展药物-血浆蛋白相互作用研究的关键。近年来,色谱技术由于其高通量、高分离性能、高灵敏度等特点在该领域得到了广泛的应用,包括测定血浆蛋白翻译后修饰对药物结合的影响,多种药物的竞争性结合等。其中,高效亲和色谱(HPAC)和毛细管电泳(CE)应用最为广泛,能够通过多种分析方法获取结合常数、结合位点数、解离速率常数等相互作用信息。该文着重综述了HPAC和CE在药物-血浆蛋白相互作用研究中的常用策略及最新研究进展,包括HPAC中常用的前沿色谱法、竞争洗脱法、超快亲和提取法、峰值分析法和峰衰减分析法,以及CE中常用的亲和毛细管电泳法(ACE)和毛细管电泳前沿分析法(CE-FA)等。最后,该文还对当前色谱方法存在的不足进行了总结,并对色谱技术在药物-血浆蛋白相互作用研究领域的应用前景和发展方向进行了展望。     

药物与细胞膜相互作用的ppKCE动力学参数

本文在区段-区段动力学毛细管电泳（ppKCE）的理论基础上,以兔红细胞膜、人红细胞膜为受体,首次同时测得了表征药物与细胞膜间结合快慢的正向结合速率常数kon、反向解离速率常数koff、以及配体与受体间相互作用的结合常数Kb。实验中考察了迁移时间及峰高的稳定性,pH值对药物与细胞膜相互作用动力学参数的影响。该方法为评价药物疗效、毒性及药物动力学研究提供一种新的方法。     

纳米金与牛血清白蛋白作用的毛细管电泳研究

开展了针对微量纳米金与牛血清白蛋白相互作用的毛细管电泳研究, 测得二者的结合常数为28.6 L/μmol, 每个纳米金颗粒吸附约24个牛血清白蛋白分子. 结果表明, 牛血清白蛋白可改善并稳定纳米金的峰形, 二者作用时温育介质的pH以及电泳所用的缓冲溶液浓度对毛细管电泳(CE)效率有重要影响. 此法可推广到其它纳米颗粒的吸附研究中.     

新多肽配体GE11与表皮生长因子受体的结合能力分析

应用亲和毛细管电泳（ACE）分析方法,对表皮生长因子受体（EGFR）和新多肽配体GE11之间的结合能力进行分析。结果表明,EGFR与多肽配体GE11之间存在特异性相互作用,考察EGFR在不同浓度GE11溶液中的迁移情况,采用非线性、双倒数、Y-倒数和X-倒数4个数据处理方法得到较好的数据拟合,并测得结合常数。该文为筛选多肽配体以及测定受体与多肽配体之间的结合常数提供了简便的方法,将有力推动肿瘤靶向药物输送的研究。     

2017年毛细管电泳技术年度回顾

本文为2017年毛细管电泳（CE）技术的年度回顾。归纳总结了ISI Web of Science中检索到的2017年度发表的与CE技术相关的论文,从药物分析、医学及临床检验、食品安全检验、环境监测、CE-质谱联用技术、手性分析、生物分子7个方面进行分类说明。简要介绍了2017年涉及CE技术的国际会议7个、国内会议2个以及各会议的研究报告情况。最后,介绍了2017年度中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）一等奖"毛细管电泳准确定量和精准筛选的新方法研究及应用"内容。     

亲和毛细管电泳技术在蛋白质-DNA相互作用研究中的应用

蛋白质-DNA的相互作用在决定细胞命运的许多过程中发挥重要作用,对蛋白质-DNA相互作用的分子机制研究有利于对基本生命过程的理解,为相关疾病的临床治疗及药物筛选提供理论指导。另一方面,利用一些已知的蛋白质-DNA相互作用可以帮助开发先进的生物工程和生命分析技术,为相关研究提供有力的技术支持。因此,建立灵敏、快速的分析方法用于表征蛋白质-DNA的相互作用十分重要。高效毛细管电泳（capillary electrophoresis,CE）技术因其超高的分离效率、极低的样品消耗与较短的分析时间等优势被广泛应用于化学、生命科学和环境科学等多个研究领域。其中,亲和毛细管电泳（affinity capillary electrophoresis,ACE）技术已经成为考察分子间相互作用的重要研究工具。这篇文章综述了亲和毛细管电泳技术自建立以来在蛋白质-DNA相互作用分析方面的研究进展,并对经典的研究工作进行了着重介绍,主要包括三方面的内容：（1）亲和毛细管电泳技术简介;（2）利用亲和毛细管电泳技术进行蛋白质-DNA相互作用的基础分子机制研究;（3）利用已知的蛋白质-DNA相互作用发展针对目标分子及目标反应的亲和毛细管电泳检测技术。本文还对该领域的未来发展趋势进行了展望与探讨,提出应从以下两个方面增强亲和毛细管电泳技术的分析能力：（1）充分发挥CE技术样品消耗少和高通量等优势,分别发展针对少量珍贵生物样品的高灵敏检测方法和针对大量未知因素的高通量筛选方法;（2）结合DNA测序及质谱技术快速筛选、鉴定未知的蛋白质-DNA相互作用的精确靶点。     

药物与细胞膜相互作用的毛细管电泳方法研究

以细胞膜在毛细管内构成假固定相,建立一种基于毛细管电泳测定药物与细胞膜相互作用参数的方法．以西酞普兰和兔红细胞膜为相互作用模型,以不同浓度的细胞膜混悬液为电泳缓冲液,采用峰漂移法,并结合Scatchard分析,测得西酞普兰与兔红细胞膜的结合常数为0．977g^-1·L．该方法简单、快速,为研究药物与细胞膜的相互作用提供了新的技术手段,为高通量筛选药物膜通透性和活性,以及评价药物在体内吸收提供一种新的方法．     

2015年毛细管电泳技术年度回顾

本文为2015年毛细管电泳(CE)技术的年度回顾。归纳了ISI Web of Science中检索的2015年度CE技术相关的论文,从毛细管电泳-质谱(CE-MS)联用技术、方法学研究、检测与富集、手性分子拆分及CE技术应用5个方面进行了分类说明;简要介绍了2015年涉及CE技术的国际会议6个,国内会议2个以及各会议的研究报道情况。最后,介绍了目前国内外的单克隆抗体、水质、酒类和食品分析中涉及的毛细管电泳的方法标准。     

应用前沿亲和色谱研究分子之间相互作用及其应用

分子间的相互作用是一切生物或化学变化的基础。前沿亲和色谱作为通用性的研究分子间相互作用力的工具,利用它可得到分子之间相应的解吸常数K_d,并可对各种配体的亲和力大小进行排序。本文介绍了前沿亲和色谱的工作原理、前沿亲和色谱柱的构建,以及在药物筛选,生物相关领域的应用。与其他研究分子间相互作用的技术作了相应的比较。     

2016年毛细管电泳技术年度回顾

本文为2016年毛细管电泳（CE）技术的年度回顾。归纳总结了ISI Web of Science中检索的2016年度CE技术相关的论文,从药物及天然产物、医学及临床检验、食品及农业、生物分子、手性分析、环境监测、CE-质谱联用技术、其他化合物和离子检测等方面进行了分类说明。简要介绍了2016年涉及CE技术的5个国际会议、2个国内会议以及各会议的研究报告情况。最后介绍了目前国内外主要的毛细管电泳仪器。     

Development of KiBank, a database supporting structure-based drug design

KiBank is a database of inhibition constant (K_i) values with 3D structures of target proteins and chemicals. K_i values were accumulated from peer-reviewed literature searched via PubMed. The 3D structure files of target proteins were originally from Protein Data Bank (PDB), while the 2D structure files of the chemicals were collected together with the K_i values and then converted into 3D ones. In KiBank, the chemical and protein 3D structures with hydrogen atoms were optimized by energy minimization and stored in MDL MOL and PDB format, respectively.

KiBank is designed to support structure-based drug design. It provides structure files of proteins and chemicals ready for use in virtual screening through automated docking methods, while the K_i values can be applied for tests of docking/scoring combinations, program parameter settings, and calibration of empirical scoring functions. Additionally, the chemical structures and corresponding K_i values in KiBank are useful for lead optimization based on quantitative structure–activity relationship (QSAR) techniques.

KiBank is updated on a daily basis and is freely available at http://kibank.iis.u-tokyo.ac.jp/. As of August 2004, KiBank contains 8000 K_i values, over 6000 chemicals and 166 proteins covering the subtypes of receptors and enzymes.     

毛细管电泳用于药物分析的研究进展

药物分析是毛细管电泳（CE）的重要应用领域,所有CE分离模式与检测方法都在各种药物及其不同形式样品的分离分析中显示出特色和应用能力。该文从药品分析领域中的小分子药物（包括手性药物）及其有关物质、中药与天然产物、体内药物分析、生物制品药物分析等几个方面,综述了近几年CE在这些传统药物分析领域应用的研究进展。限于篇幅,未包括现代药物分析研究比较活跃的理化常数测定、亲和毛细管电泳与结合常数研究（药物与受体间的相互作用等）、临床生物标志物分析、代谢组学和微流控芯片CE分析等方面的内容。根据目前传统药物分析领域的发展,该文关注到近期CE在顺应药物分析的法规需求、电容耦合非接触电导检测（CE-C⁴ D）、改进检测灵敏度与精密度、CE-十二烷基硫酸钠（SDS）毛细管电泳、全柱成像毛细管等电聚焦（icIEF）、抗体分析等方面的新进展。该文结合文献,讨论了目前传统药物分析领域的需求,以及CE在其中的地位、挑战和机遇。对目前CE主要作为互补分析方法在化学药和中药分析中的应用研究提出了一些针对性的建议,期待CE在生物制品分析中的特色和能力得到进一步的发挥,同时提出CE-MS和对CE分析重复性改进等新进展可能对未来CE应用领域的大幅度扩展。该综述主要涉及近3年（2017年1月到2020年2月）及部分2016年的相关文献。     

Measurements of the ratio of the Frank constants for splay and bend in nematics consisting of disc-like molecules 2, 3, 6, 7, 10, 11-hexakis(p-alkoxybenzoyloxy)triphenylenes

Measurements are reported of the magnetic Frederiks transition in nematics consisting of disc-like molecules; 2, 3, 6, 7, 10,11-hexakis(p-alkoxybenzoyloxy)triphenylenes. In agreement with theoretical predictions [1] and previous measurements on 2, 3, 7, 8, 12, 13-hexa(alkanoyloxy)truxenes [2], we find that the splay elastic constant, K₁, is larger than the bend elastic constant, K₃. The ratio K₁/K₃ is remarkably constant throughout the nematic regime.     

基于毛细管电泳的天然产物中酶抑制剂筛选研究进展

人类疾病的发生往往与体内各种酶的功能失调密切相关,因此酶一直是目前新药研发的重要靶标。天然产物是发现新药的宝贵资源,但是由于成分复杂,活性筛选一直受制于耗时费力的分离纯化过程。毛细管电泳（CE）技术由于具有样品和试剂消耗少、灵活多样的分离模式且不受样品基质干扰的特点,可以直接从粗提物开始筛选活性成分,在复杂样品活性筛选中显示出独特的优势。该文综述了近十年来CE在天然产物中酶抑制剂筛选的研究进展。其中重点介绍了CE应用于重要药物靶标,包括转移酶（激酶）、水解酶以及氧化还原酶等方面的应用,总结了用于酶抑制剂筛选的电泳分离模式和酶动力学研究,并展望了CE用于天然产物中活性成分筛选的应用前景。     

毛细管电泳法高效筛选8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶的核酸适配体

8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶(OGG1)是人体中重要的功能蛋白,在修复DNA氧化性损伤过程中起关键作用。氧化应激等引起的氧化损伤易导致炎症反应的发生,对OGG1的抑制可以一定程度上起到缓解作用;对癌细胞OGG1的抑制有望作为癌症治疗的新方法。目前的研究多集中于小分子对OGG1功能的影响和调控,而OGG1的适配体筛选尚未见报道。作为功能配体,适配体具有合成简单、高亲和力及高特异性等优点。该文筛选了OGG1的核酸适配体,结合毛细管电泳高效快速的优点建立了两种基于毛细管电泳-指数富集进化(CE-SELEX)技术的筛选方法:同步竞争法和多轮筛选法。同步竞争法利用单链结合蛋白(SSB)与核酸库中单链核酸的强结合能力,与目标蛋白OGG1组成竞争体系,并通过增加SSB浓度来增加竞争筛选压力,以去除与OGG1弱结合的核酸序列,一步筛选即可获得与OGG1强结合的核酸序列。多轮筛选法在相同孵育条件和电泳条件下,经3轮筛选获得OGG1的核酸适配体。比较两种筛选方法的筛选结果,筛选结果中频次最高的3条候选核酸适配体序列一致,其解离常数(K_D)值在1.71~2.64 μmol/L之间。分子对接分析结果表明候选适配体1(Apt 1)可能与OGG1中具有修复氧化性损伤功能的活性口袋结合。通过对两种筛选方法的对比,证明同步竞争法更加快速高效,对其他蛋白核酸适配体筛选方法的选择具有一定的指导意义。得到的适配体有望用于OGG1功能调控,以抑制其修复功能。     

Dielectric and elastic properties of a nematic phase induced by charge transfer interaction in a binary system containing disc-shaped molecules

The dielectric constants and the elastic coefficients for splay (K₁) and bend (K₃) of the charge transfer induced nematic (N_c) phase of tridecyl pentakis(phenylethynyl)phenyl ether (1) doped with different amounts of 2,4,7-trinitrofluorenone (2) were determined by studying the electric field induced bend deformation using the capacitance method. A negative dielectric anisotropy was observed. For the bend elastic constant K₃ values up to 22 × 10^-12 N are found which are one order of magnitude higher than the respective values of discotic nematic (N_D) phases. Values of 0·6-0·8 are obtained for the ratio K₁/K₃; these show a minimum for the equimolar complex.     

High-throughput screening of pKa values of pharmaceuticals by pressure-assisted capillary electrophoresis and mass spectrometry

A high-throughput pKa screening method based on pressure-assisted capillary electrophoresis (CE) and mass spectrometry (MS) is presented. Effects of buffer type and ionic strength on sensitivity and pKa values were investigated. Influence of dimethyl sulfoxide (DMSO) concentration present in the sample on effective mobility measurement was examined. A series of ten volatile buffers, covering a pH range from 2.5 to 10.5 with the same ionic strength, was employed. The application of volatile background electrolytes resulted in significant signal increase as compared with commonly used non-volatile phosphate buffers. In general, the CE/MS system provided a ten-fold higher sensitivity than conventional UV detection. The newly developed CE/MS method offers high-throughput capacity by pooling a number of compounds into a single sample. Simultaneous measurement of more than 50 compounds was readily achieved in less than 150 min. The measured pKa values are consistent with the published data obtained from the CE/UV method and are also in good agreement with data generated by other methods. Other advantages of using CE/MS for pKa screening are illustrated with typical examples, including poorly soluble compounds and non-UV-absorbing compounds.     

Observation of textures of nematic polymers and estimation of the elastic constants

The texture of a copolyesteramide, Vectra® B950, has been studied by optical microscopy. At rest, the defects are typical of a biaxial nematic phase, but under the influence of a magnetic field or under shear, the nematic transforms into a uniaxial phase. The Freedericksz geometry yields a K₁ elastic constant of the order of 10^-8 N. The diffusivities K_III/_n and K_II/_n are obtained by measuring the light intensity transmitted through a sample during shear start-up and relaxation, and from this we estimate K_III ≅ 10 ^-9N and K_II ≅ 10 ^-10N. Since the biaxiality is small, these uniaxial constants adequately describe the phase at rest.     

Analysis of drug interactions with serum proteins and related binding agents by affinity capillary electrophoresis: A review

Biomolecules such as serum proteins can interact with drugs in the body and influence their pharmaceutical effects. Specific and precise methods that analyze these interactions are critical for drug development or monitoring and for diagnostic purposes. Affinity capillary electrophoresis (ACE) is one technique that can be used to examine the binding between drugs and serum proteins, or other agents found in serum or blood. This article will review the basic principles of ACE, along with related affinity-based capillary electrophoresis (CE) methods, and examine recent developments that have occurred in this field as related to the characterization of drug–protein interactions. An overview will be given of the various formats that can be used in ACE and CE for such work, including the relative advantages or weaknesses of each approach. Various applications of ACE and affinity-based CE methods for the analysis of drug interactions with serum proteins and other binding agents will also be presented. Applications of ACE and related techniques that will be discussed include drug interaction studies with serum agents, chiral drug separations employing serum proteins, and the use of CE in hybrid methods to characterize drug binding with serum proteins.