能够使靶点从“不可成药性”变成“可成药性”！PROTAC技术作为一种全新的药物发现策略，越来越受人们的关注！
1. PROTAC技术优势
- 不依赖“占位驱动”，超越小分子可能实现的效果
- 用量小，催化剂量即可，毒副作用小
- 克服靶蛋白突变/过表达引起的耐药
- 不依赖于亲和力，可选择性高
- 清除蛋白堆积
同时，PROTAC也面临着一些亟待解决的问题，比如：E3连接酶及其配体的拓展、E3连接酶突变带来的耐药性、脱靶毒性等？
赛默飞作针对PROTAC新药开发，提供从早期筛选，到体外，体内药理药效验证的完整解决方案，在一定程度上解决了PROTAC面临的问题。
2. PROTAC分子的高通量筛选
“大音希声，大象无形”，赛默飞基于超高分辨质谱仪的“无通量”小分子药物筛选方案，实现超高通量的化合物库筛选，极大提高了拓展配体分子的选择性，具体思路如下：
- 对每个化合物创建质谱图，建立包含成千上万个化合物质谱图的数据库；
- 将所有化合物混合在一起，构建化合物pool；
- 将带有标签（比如HIS、磁珠等）的靶蛋白，加入化合物pool中，充分孵育；
- 将靶蛋白化合物混合液过柱纯化，比如镍柱，磁力架等；
- 清洗掉非特异性结合的化合物后，再把结合的化合物洗脱下来；
- 将洗脱液过质谱仪分析，对比质谱图数据库即可知与靶蛋白结合的化合物。
QE系列质谱仪
扫描速度达18 Hz，识别化合物数量增加 50%
分辨率高达 240,000
应用实例：
Accelerating the Throughput of Affinity Mass Spectrometry-Based Ligand Screening toward a G Protein-Coupled Receptor, Yan Lu, etc., Wenqing Shui, Anal. Chem. 2019, 91, 8162−8169
利用Thermo Q Exactive HF超高通量筛选化合物的实验设计
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结论：
在本研究中，我们基于高分辨质谱，实现在一个Pool中筛选分析20000个化合物，极大提高了筛选通量。应用于发现A2AR配体时，该方法能够从高复杂性的化合物池中重复鉴定出高亲和力Hits。
使用该方法，我们期望可以进一步提高通量，在一个池中分析数十万甚至上百万个化合物。
基于该筛选方案，利用不同的E3连接酶突变体，进行多轮筛选，可解决E3连接酶突变带来的PROTAC分子耐药性问题！
3. PROTAC分子的靶点特异性分析
基于赛默飞Orbitrap系列的超高分辨质谱在蛋白组学中的应用，可轻易而举的解决小分子药物的靶点特异性分析的难题，能够最大程度减小PROTAC分子的脱靶毒性。
具体方案如下：
1 制备人源细胞裂解液，可预先敲出药靶基因，排除靶基因的干扰；
2 将偶联有生物素的小分子药物，加入到细胞裂解液中孵育；
3 过链霉亲和素亲和柱，清洗非特异性结合的蛋白；
4 加入洗脱液洗脱与小分子药物结合的蛋白；
5 将洗脱混合液，用Orbitap LC-MS做肽图分析，跟蛋白数据库对比，即可得知与药物结合的是什么蛋白。
Orbitrap Exploris™ 240质谱仪
4. PROTAC分子的细胞膜渗透率检测
PROTAC分子的分子量通常比常规的小分子化合物要大很多，能否有效穿透细胞膜，直接影响PROTAC药物的作用效果，因此准确评估PROTAC分子的细胞膜渗透率，对于PROTAC新药开发意义重大。
基于赛默飞Vanquish™ Duo UHPLC系统和Orbitrap Exploris™ 120质谱仪，能够极为精准的从细胞裂解液中，定量分析进入细胞内的PROTAC分子。思路如下：将PROTAC分子孵育细胞后，清洗分离细胞，制备细胞裂解液，将细胞裂解用UHPLC分离，然后用Orbitrap质谱仪进行定量分析，从而能够精准定量进入细胞内的PROTAC分子，核算出PROTAC分子的细胞膜渗透率。
Orbitrap Exploris™ 120 质谱仪(右)
5. PROTAC分子的DMPK分析
在药物代谢分析方面，赛默飞基于串联质谱方法（LC-MS/MS）的解决方案，可提供卓越的选择性，具有良好的准确性、精准性和较宽的定量范围，具有分析通量高，多重分析能力强的特性，且方法开发时间短。
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Thermo Scientific™ Q Exactive™ 组合型四极杆 Orbitrap 质谱仪可以快速可靠地识别、定量和确认更多化合物。该LC-MS/MS系统将四极杆母离子选择性与高分辨率和准确质量数（HRAM）Orbitrap检测相结合，提供出色性能和多功能性。Q Exactive质谱仪特别适用于非目标或目标化合物筛查，也能够实现广泛的定性和定量应用，可广泛用于药物发现、代谢物鉴定、临床研究和法医毒理学。
此外在DMPK分析时的样品前处理阶段，Thermo Scientific™ Transcend™ II 系统将专有的 Thermo Scientific™ TurboFlow™ 在线样品制备技术和独有的 HPLC 多通路技术结合，提升数据质量、降低成本，并在不影响数据质量或灵敏度的情况下提高 LC/MS 通量。最大程度地减少了手动样品制备的需要，可直接将样品注入 LC-MS 系统——包括血浆、尿和其他复杂基质。
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总之，PROTAC技术以其全新的药理学作用模式，及其所带来的诸多优势，展现出了在小分子药物开发领域极为广阔的应用前景，国内外诸多药企也都越来越多布局PROTAC技术。
赛默飞作为业内最大的综合性供应商，愿意以最完整的解决方案，最优质的产品质量，为各医药企业的新药研发助一臂之力！
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Thermo Fisher Scientific
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