微孔板固相固定天然 hSOD1蛋白助力噬菌体筛选抗 ALS 稳定多肽配体

【ACS Chemical Neuroscience】Ligand-Induced Stabilization of the Native Human Superoxide Dismutase 1

配体诱导的人源天然超氧化物歧化酶 1（hSOD1）的稳定性

肌萎缩侧索硬化（ALS，渐冻症）为致死性神经退行性疾病，造成大脑和脊髓中运动神经元损伤和凋亡，患者确诊后平均存活约 3-5 年。人源天然超氧化物歧化酶 1（hSOD1）通过分子内二硫键及铜锌金属离子维持天然折叠构象，并清除毒性超氧自由基。hSOD1 构象稳态失衡时会发生错误折叠，产生毒性功能。这些错误折叠产物具有类似朊病毒的级联放大传播特性，可在细胞间扩散，持续诱导正常 hSOD1 聚集，是推动 ALS 病程加剧的核心机制。

由此推测，筛选能特异性结合天然态 hSOD1 的配体，加固其二聚体结构，以阻止其解折叠、从源头抑制毒性聚集体的产生，从而干预并延缓 ALS 进程。本研究以天然 hSOD1 为靶标，利用噬菌体展示技术筛选可特异性结合并稳定其天然构象的多肽配体，为ALS靶向药物开发提供先导化合物。

作者单位：德国于利希研究中心

期刊：ACS Chemical Neuroscience

发表年份：2021年

研究对象：hSOD1 天然二聚体、TriCo-16 噬菌体展示肽库及 S1VL-21

基材：PolyAn 3D-NHS 96孔板（N-羟基琥珀酰亚胺活性酯修饰）

在 PolyAn 3D-NHS 修饰的96孔微孔板中，每孔加入100 μL 浓度为 25 μg/mL 的 hSOD1 二聚体进行固定，室温孵育 1 h，随后封闭并洗涤。筛选流程见图1A，富集结果见图1B。结果显示：经过 3-4 轮噬菌体筛选和冲洗，特异性结合天然 hSOD1 的噬菌体持续富集，噬菌体滴度显著提升，提示存在可与靶蛋白结合的多肽序列。随后，对富集的阳性噬菌体进行单克隆挑选和基因测序，最终鉴定出候选多肽 S1VL-21。

图1：PolyAn 3D-NHS 96孔板用于 hSOD1 噬菌体展示筛选。A为四轮靶标筛选（TS）、空孔筛选（ES）及直接对照（DC）筛选流程；B为各轮噬菌体对 hSOD1 包被孔与未包被孔的结合信号统计图。

研究利用 PolyAn 3D-NHS 功能化微孔板共价固定天然人源 SOD1 蛋白，开展多轮噬菌体展示配体筛选，最终获得候选多肽 S1VL-21，为渐冻症药物研发提供了新型先导化合物。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acschemneuro.1c00253

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