December 27th, 2013
肉毒杆菌神经毒素 A 型轻链 (BoNT/A LC) 是一种金属蛋白酶,可进入运动神经元,裂解其底物 SNAP-25,并破坏神经传递,从而导致弛缓性麻痹。利用高通量兼容的基于 FRET 的分析,可以筛选大样本库对 BoNT/A LC 酶活性的影响。
该程序的总体目标是筛选小分子的肉毒杆菌神经毒素,这是一种轻链抑制。这是通过首先制备具有高精度和精密度的化合物稀释系列来实现的。第二步是将化合物稀释液转移到黑色 96 孔板中。
接下来,将稀释的轻链酶添加到板中,并将酶与化合物在室温下孵育 5 分钟。最后一步是添加轻链品格底物以引发反应,用荧光读板器监测反应。最终,应采用利用非荧光肽底物的二次筛选来确认化合物活性并确定更严格的动力学常数,例如抑制剂解离常数或 ki。
与现有方法(例如基于 HPLC 或基于细胞的方法)相比,该分析的主要优点是它易于执行,易于自动化,并且可用于比较多种化合物的相对效力。当个人不熟悉这种方法时,在准备化合物稀释系列并在添加所有组分后正确混合板时可能会遇到困难。按照文本实验步骤中的说明准备缓冲液和试剂,开始此过程。
将读板器配置为以中速摇动板 10 秒,然后在动力学模式下每 5 分钟监测一次激发波长为 490 纳米和 523 纳米发射波长的荧光,在室温下监测 1 小时 30 分钟。在确定化合物浓度范围后,用适当的化合物名称和浓度、Eloqua、100% 二甲基亚砜或 DMSO 标记试管,以准备用于化合物谷物稀释。接下来,为标准的 1 至 3 次稀释系列准备化合物的连续稀释。
在稀释系列的第一管中,将 2 微升未稀释的化合物加入 4 微升 DMSO 中,并与新的移液器吸头充分混合。去除 2 μL 第一种稀释液,并在第二种试管混合物中加入 4 μL DMSO。对剩余的稀释液重复此作。
确保化合物稀释液充分混合,以确保化合物浓度准确。盖上化合物管并放在一边 在室温下,获得平底、不透明的黑色 96 孔板。使用文本实验方案中推荐的板设置。
对于 1 至 9 孔,将 1 微升相应的化合物稀释液直接分配到每个相应孔的底部,分配 1 微升最高浓度的待测化合物11。用作化合物本征荧光对照。该控制是为了确定化合物本身是否具有荧光和/或影响底物水解。
手动将 1 微升已知强效抑制剂分液到孔中,12 微升作为阳性对照,1 微升 100%DMSO 作为阴性对照,使用自动移液器分液。79 微升检测缓冲液到孔的侧面,1 到 10 和 12 以及 89 微升到孔的一侧, 11.
确保尖端不要接触存在化合物的井底,以免交叉污染井。涡旋,稀释的轻链酶,并使用自动移液器将 10 微升酶添加到每个孔的一侧,第 11 孔除外。轻轻敲击板,确保添加的酶总体积到达孔底部,轻轻混合,盖上盖子,并在室温下孵育板 5 分钟。
这种孵育为化合物与轻链结合提供了一个前平衡步骤。在添加底物之前,轻轻涡旋肉毒杆菌神经毒素轻链底物。然后使用自动移液器,在每个底物的侧面添加 10 微升底物。
请务必将底物添加到孔中与之前添加酶的位置相反的一侧。轻轻敲击板以立即混合试剂。将板放入荧光微量滴定读板器中,然后开始先前配置的程序。
程序完成后,通过绘制相对荧光单位与时间的关系图并计算反应线性期间线的斜率来计算酶速度。按照文本方案中的描述,为高通量筛选的自动化作做准备,演示高通量筛选方案的一部分将是我实验室的博士后。他将展示如何将化合物转移到板中,使用实验室自动化设备进行高通量筛选。将稀释的肉毒杆菌神经毒素(一种轻链酶)分配到检测板中后。
在液体处理器平台上为化合物板、分析板和装有清洁溶液的容器分配区域。对液体处理器进行编程,将化合物板和检测板放置在指定位置,并在冲压前取下板盖。校准冲压程序软件,确保冲压销浸没但不划伤检测板的底部。
将 50 纳升化合物直接压印到含有 8 微升肉毒杆菌神经毒素的检测板中。一条轻链。在每个板之后,将针脚浸入 DMSO 中,然后在吸墨纸上干燥,并用异丙醇和甲醇重复此过程,以清洁针脚。
最后,在用酶将化合物印在测定板中后,在风扇上擦干针。分别堆叠储备化合物板,检测板覆盖堆叠中的顶部检测板以防止蒸发并放在一边。确保在室温下将轻链与化合物孵育至少 5 分钟。
在冲压大量板时,可以使用更长的孵育时间。最后,将底物分配到检测板中,并按照文本方案中的说明测量荧光。无论是以低通量还是高通量方式进行基于 FRET 的肉毒杆菌神经毒素 a 轻链测定,当肉毒杆菌神经毒素(轻链)与底物一起孵育时,应观察到荧光随时间增加。
如果测试化合物的连续稀释液,则通常会获得一系列具有不同斜率的谱线。这里。羟基化合物的最终浓度以微摩尔单位列出。好吧,此处描述的板布局中的 10 用作仅添加载体的负对照。
该反应的速率定义为 100% 酶活性,并且在化合物存在下可以将速率标准化为该速率以获得相对速率或抑制百分比。当使用化合物的连续稀释液进行测定时,反应速率与抑制剂浓度的关系图可用于确定半数最大抑制浓度或 IC 50。应选择稀释范围,使图呈现 S 形,以实现最佳曲线拟合。
IC 50 值是效力的相对量度,最好描述为表观 KI 值,因为它取决于测定中存在的酶浓度。如果经过测试,可以使用该值对几种化合物的效力进行比较和排序。同时,在添加每种组分后正确混合板对于获得荧光随时间平滑线性增加至关重要,这对于准确确定初始速度是必要的。
此图显示了一个代表性试验,其中混合不足,并且产物形成速率随时间不呈线性。混杂数据分析 一旦掌握了这项技术,就可以在不到两个小时的时间内完成多达 8 种化合物。该实验后,可以使用非荧光肽底物进行其他测定,以确认化合物抑制肉毒杆菌神经毒素、轻链和体细胞活性。
看完这个视频,你应该对如何确定肉毒杆菌神经毒素轻链抑制剂的相对效力有了很好的了解。该协议分三个步骤完成。首先,制备化合物稀释系列。
第二,添加重组轻链酶,第三,添加荧光底物,随后在荧光读板机上进行测量。
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本研究聚焦于筛选小分子以抑制肉毒杆菌神经毒素A型轻链(BoNT/A LC)。研究方法包括制备化合物稀释系列,并使用荧光板读取器评估其对BoNT/A LC酶活性的影响。
This FRET-based assay enables high-throughput screening of small-molecule inhibitors targeting botulinum neurotoxin light chain activity, addressing a critical need in neurotoxin therapeutic development. By providing a simple, automatable method to measure enzymatic inhibition, the platform supports early-stage target validation and lead identification for compounds with extended therapeutic windows. The assay’s compatibility with automation and secondary confirmation workflows enhances its utility in de-risking BoNT inhibitor candidates prior to preclinical investment.
The assay fits within the early discovery continuum, supporting hit identification through HTS and progression to secondary validation and mechanistic characterization.