如何有限清除假阳性化合物

小刚刚

Most PAINS function as reactive chemicalsrather than discriminating drugs.

当生物学家发现了某种疾病的靶点，他们就会寻找大量的的化合物与这个靶点蛋白结合来影响它的活性。而从许多化合物中找到能够影响靶点蛋白活性的“Hits”就是治疗这种疾病的漫长征程的开端。

一个真正的药物激活或者是抑制靶点蛋白是通过与蛋白上的特殊位点相结合产生的。而筛选得到的Hits中有相当一部分并不是这样的。在一系列检测中，他们通过特殊的机理伪装成能与靶点的特殊位点相结合，从而传递出错误的信号。这种破坏分子被称为PAINS（pan-assayinterference compounds）。他们之所以能够迷惑科学家是因为他们能够对许多蛋白表现活性，然而当我们花费了大量的时间，精力以及资金去优化它之后才发现，它竟然是一个假阳性的化合物。更为可恶的是，这些PAINS吸引了大量的人力物力在他们身上，而真正的药物分子却完完全全被抛弃在了角落里。

如何有效地把筛选到的Hits分成Good，Bad 以及Ugly需要长期积累的经验。一个经典的例子就是2010年Baell, J. B. 等发表的《New substructure filters for removal of pan assayinterference compounds (PAINS) from screening libraries and for their exclusionin bioassays.》。这篇文章是在他们团队在实验室做了两到三年的无用功之后总结出来的经验。

在一些检测中即便是没有靶点蛋白存在，PAINS也能产生积极的信号。究其原因，一些PAINS可能诱导了建库残留的金属离子或者是本身存在于检测试剂中的金属离子的毒性或反应活性。这些受到影响的金属离子在化合物没有与靶点相互作用的情况下也会使信号增加。另一些PAINS可能覆盖在靶点蛋白表面或者是隔离那些对于靶点生理作用十分重要的金属离子，亦或是通过化学手段而非结合来影响蛋白活性。

通常地，PAINS不仅仅只对某一个特定的蛋白有影响。例如，在特定检测条件下，一些化合物能够产生过氧化氢，而过氧化氢能够使靶点蛋白降低活性，这样就使得PAINS看起来像一个有潜力的抑制剂。按照这种机理，似乎一种PAINS能够“抑制”很多种蛋白，但事实上这些PAINS并没有结合在靶点上。

而且PAINS与蛋白常常不只是一种作用机理，即便是用细胞进行检测，也可能得到错误的信号。有时候只有经历了动物实验才能证明一个有潜力的化合物是PAINS。这种代价是相当昂贵的。但是也不能说所有在体外表现好的化合物在细胞上表现不好就一定是遇到PAINS了。因为真正的Hits往往也需要进行修饰才能在细胞实验中表现良好的活性，例如修饰结构以期能够更好地与靶点结合以及更容易进入细胞。

当然，一些PAINS也是能与靶点蛋白结合来影响蛋白的活性的，但是与此同时也有其他的机理来影响蛋白活性。这种化合物就让人十分难以抉择，放弃吧觉得很可惜，不放弃又无法确定它的活性到底是怎么来的。

如何正确剔除PAINS对新药研发是十分重要的，科学家们经过多年的经验总结出如下三个建议：

1.      深入学习那些声名狼藉的结构，如Rhodanines。同时利用计算机软件来进行筛选。

2.      利用已有的文献来进行验证，如SciFinder, Reaxys, BadApple, Pubchem等数据库.

用几种不同的检测方法进行交叉检测

参考文献：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxMjE5MTM5Mg==&mid=2652375289&idx=1&sn=c1a916f9929347b11186e465b3642a55&chksm=80593b36b72eb2201b4f514368e689f36ecce187c57e311d1f997b52e409af3e3c11ce671abe&mpshare=1&scene=1&srcid=1201UjDzwh2FbaNuuijiFGEG#rd

Editor: lqg-hitgen

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