小分子核酸适配体筛选服务-泰克生物-酵母展示服务专家

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小分子核酸适配体筛选服务

泰克生物致力于为客户提供高亲和力、高特异性的核酸适配体筛选技术服务，为客户后续的适配体功能验证（包括亲和力验证、竞争ELISA验证、体外靶向细胞功能性验证（例如：核酸适配体的体外识别和抑制功能验证、体外流式阻断功能等）、体内功能验证（例如：适配体的体内靶向抑制功能验证、信号通路阻断功能验证等））及靶向特定分子药物的开发等下游研发工作提供有力支持。泰克生物在核酸适配体筛选（SELEX技术）方面拥有多年的项目经验和心得，经过多年的项目积累，我们发现常规的小分子经过特定的化学修饰后，可以用常规的核酸适配体文库进行筛选，但是很多小分子不能进行修饰，且小分子化合物获得代价很高，因此泰克生物的科学家构建了基于核酸适配体构象变化的筛选系统，借助于该系统能够为客户提供高质量的小分子核酸适配体筛选服务。

█ 小分子核酸适配体筛选服务（SELEX筛选技术服务）

核酸适配体筛选是指基于指数富集的配体系统进化技术（Systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX）原理，通过靶分子与核酸适配体文库的孵育、清洗和扩增，从核酸适配体文库中得到的目的寡核苷酸片段（DNA片段或RNA片段）。

泰克生物建立的核酸适配体文库库容为10^14数量级，理论上足够满足任意靶点的核酸适配体筛选要求，候选适配体序列亲和力可达nM-pM级别。

针对常规化学小分子，适用小分子化合物改造方式的筛选，筛选步骤如图1所示：

小分子核酸适配体筛选服务-泰克生物1.png

图1 基于小分子改造途径的SELEX核酸适配体筛选服务流程

针对非常规化学小分子，如金属离子，毒素小分子等，泰克生物利用构象变化以及光电报告系统，我们重新设计了核酸适配体文库，由原先40nt长度变成28nt长度的饱和突变文库且重新设计了饱和突变区域两端的同源臂，并最终将文库进行固定化，用于后续的小分子筛选工作。如图2所示，非常规小分子的筛选步骤：

小分子核酸适配体筛选服务-泰克生物2.png

图2 基于SELEX核酸适配体构象变化的筛选服务流程

能提供的抗原筛选（包括但不限于蛋白、多肽、氨基酸、小分子等）多种多样，适配体筛选的方法也多种多样（例如：磁珠-SELEX、细胞-SELEX、捕获-SELEX等），常用的筛选方法为磁珠筛选。对于特殊的样本，筛选方式会有所不同，比如药物小分子需要筛选适配体，常常需用用到小分子改造技术。泰克生物的科学家会根据客户的项目需求进行评估，并设计最佳的方案进行抗原的修饰和适配体的筛选。

泰克生物依托自有的的核酸适配体筛选技术平台，泰克生物会针对客户不同的要求进行细致的评估。核酸适配体的筛选过程，核心在于SELEX技术和筛选方案的相互配合，成套的体系有利于从庞大的核酸序列库中，通过反复的选择与扩增步骤，挑选出与特定靶标高亲和力结合的核酸分子。客户只需提供靶标分子的基本信息，我们的科学家会根据具体的靶标分子信息做出合理的方案设计，为客户交付高质量的核酸适配体。除此之外泰克生物还能提供核酸适配体的亲和力验证（包括BLI亲和力验证和SPR亲和力验证）、竞争ELISA验证、流式阻断验证等多种配套的下游验证实验。

█ 小分子核酸适配体筛选服务内容和周期

步骤

服务内容

周期

Step1:核酸适配体筛选

1) 客户提供筛选靶点信息，泰克生物进行项目评估以及修饰工作（常规修饰：biotin修饰）；

2) 文库富集与筛选：6-10轮筛选，SA磁珠负筛选；NGS测序；

3) 交付：适配体序列10-50条，包含出现频次；实验报告；

8-12周

Step2:适配体合成和亲和力测定

1) 合成生物素标记适配体(根据具体情况设计与合成)；

2) 适配体与靶点快速亲和力测定（亲和力排序）；

3) 交付：合成报告，亲和力测定实验报告，原始数据；

3-4周

█ 小分子核酸适配体筛选服务优势

多种筛选靶点可选：蛋

白、多肽、氨基酸、小

分子等

文库库容大，项目成功率高

SELEX技术平台成熟：筛

选获得的核酸适配体亲

和力可达nM- pM级别

配套的下游验证实验丰

富：亲和力验证（包括

BLI和SPR亲和力验证）、

竞争ELISA验证、流式阻

断验证等

实验记录可追溯：中英文实

验报告，原始实验记录

一对一个性化方案定

制，满足各类客户的

科研项目需求

小分子核酸适配体筛选服务常见问题解答

什么是小分子核酸适配体？

答：核酸在和小分子反应时会发生构象改变。这些构象变化可用于通过控制基因表达或触发细胞反应来开发新的治疗策略，也可用于开发神经递质等小分子传感器。氢键、静电相互作用、堆积相互作用和疏水效应是驱动力，这取决于目标官能团，通常参与分子与适体的结合。结合物的Kd常处于pM至μM区间内，能有效区分小分子对映体或大分子中的次要序列差异，这些差异往往伴随着Kd值数个数量级的变动。其中有一些也被纳入临床试验，以研究其治疗潜力。适体通常通过称为SELEX的方法从包含10^13-10^15个不同序列的庞大组合文库中鉴定得到。
核酸适配体与抗体相比的优点？

答：核酸适配体（aptamer）是化学抗体的一种替代物，也被认为是抗体的一种替代物，或者在多种药物应用和生物技术以及基础研究中被用作抗体的替代物。适体比抗体具有许多相关的优点。SELEX过程不涉及活系统，并且不依赖于生物系统中的结合反应。该方法完全基于体外选择，通过该体外选择筛选寡核苷酸对靶分子的亲和力。选择参数可以根据每个适体的应用进行调整。在鉴定靶结合序列之后，通过化学合成的适体的大规模生产可以在完全自动化的机器中进行，批与批之间的变化很小或没有变化。适体恢复其天然构象，并在再退火后结合到靶上。为了在医学领域中的应用，人们在使用具有核酸骨架的化学修饰的寡核苷酸文库或包括自然产生的核苷酸中存在的不同功能的文库方面做出了很大努力。此外，适配子可以很容易地被荧光标记、纳米颗粒或其他官能团标记在不同的平台上，这使得它们适合作为生物传感器组件。
小分子核酸适配体筛选的过程太长，如何缩短小分子核酸适配体的筛选过程？

答：可以使用深度测序的方法来选择适体缩短了初始适体选择所需的时间。有科学家通过K-mer序列分析（ASKAS）进行适体选择。这只需要一轮阳性选择，然后进行深度测序和数据分析。在某些情况下，修饰的天然核苷酸已被掺入适体中以提高其效率。与修饰的天然核苷酸相比，存在彼此配对但不与四种（A、T、G和C）天然核苷酸中的任一种配对的“非天然”核苷酸。这些非天然碱基可能通过提供额外的化学和结构多样性来提高适体的效用。科学家使用具有疏水碱基7-（2-噻吩基）咪唑的非天然核苷酸来选择靶蛋白的适体。通过SELEX选择掺入DS碱基的适体，然后通过高通量测序来选择最佳适体。
小分子核酸适配体如何通过各种修饰改变性能？

答：已经提出了DNA/RNA碱基、糖和磷酸盐的各种修饰以改善核酸适体的性能。其中，糖和磷酸部分的一些修饰可以增强核酸酶抗性。这种改善的生物稳定性足以允许使用核酸适体作为治疗药物。这些修饰中的一些已经成功地稳定了活性适体构象，从而增加了靶结合亲和力。有科学家表明，含有C5-修饰的2’-脱氧尿苷和色氨酸侧链的修饰的DNA适体可以结合所谓的"困难蛋白质靶标"。到目前为止，已经发表了极少的识别小分子的碱基修饰的DNA/RNA适体的实例。有科学家用胸腺嘧啶取代修饰的尿嘧啶的DNA适体保留了结合ATP的能力，尽管对ATP的亲和力降低，这表明引入外源官能团不会显著影响所选适体的活性。
小分子核酸适配体中，传统筛选是劳动密集型的，并且通常成功率较低，我们如何解决这一问题？

答：我们采用了“将旧的适体用于新用途”的策略来开发小分子的高亲和力适体。为此，我们首先收集了热稳定的DNA适体，并通过分子对接预测它们对小分子的亲和力，然后，我们确定了高亲和力的候选者，并通过MST实验验证了它们。以这种方式，发现两种热稳定的适体（Tv-51和AI-57）对小分子具有高亲和力。此外，我们进行了自发结合模拟，以揭示其结合小分子的机制，从而确定了结合的关键基地。在这些指导下，随后设计了两种具有更高亲和力和特异性的变体（Tv-46和AI 52），并通过MST实验进行了确认。

什么是小分子核酸适配体？

答：核酸在和小分子反应时会发生构象改变。这些构象变化可用于通过控制基因表达或触发细胞反应来开发新的治疗策略，也可用于开发神经递质等小分子传感器。氢键、静电相互作用、堆积相互作用和疏水效应是驱动力，这取决于目标官能团，通常参与分子与适体的结合。结合物的Kd常处于pM至μM区间内，能有效区分小分子对映体或大分子中的次要序列差异，这些差异往往伴随着Kd值数个数量级的变动。其中有一些也被纳入临床试验，以研究其治疗潜力。适体通常通过称为SELEX的方法从包含10^13-10^15个不同序列的庞大组合文库中鉴定得到。
核酸适配体与抗体相比的优点？

答：核酸适配体（aptamer）是化学抗体的一种替代物，也被认为是抗体的一种替代物，或者在多种药物应用和生物技术以及基础研究中被用作抗体的替代物。适体比抗体具有许多相关的优点。SELEX过程不涉及活系统，并且不依赖于生物系统中的结合反应。该方法完全基于体外选择，通过该体外选择筛选寡核苷酸对靶分子的亲和力。选择参数可以根据每个适体的应用进行调整。在鉴定靶结合序列之后，通过化学合成的适体的大规模生产可以在完全自动化的机器中进行，批与批之间的变化很小或没有变化。适体恢复其天然构象，并在再退火后结合到靶上。为了在医学领域中的应用，人们在使用具有核酸骨架的化学修饰的寡核苷酸文库或包括自然产生的核苷酸中存在的不同功能的文库方面做出了很大努力。此外，适配子可以很容易地被荧光标记、纳米颗粒或其他官能团标记在不同的平台上，这使得它们适合作为生物传感器组件。
小分子核酸适配体筛选的过程太长，如何缩短小分子核酸适配体的筛选过程？

答：可以使用深度测序的方法来选择适体缩短了初始适体选择所需的时间。有科学家通过K-mer序列分析（ASKAS）进行适体选择。这只需要一轮阳性选择，然后进行深度测序和数据分析。在某些情况下，修饰的天然核苷酸已被掺入适体中以提高其效率。与修饰的天然核苷酸相比，存在彼此配对但不与四种（A、T、G和C）天然核苷酸中的任一种配对的“非天然”核苷酸。这些非天然碱基可能通过提供额外的化学和结构多样性来提高适体的效用。科学家使用具有疏水碱基7-（2-噻吩基）咪唑的非天然核苷酸来选择靶蛋白的适体。通过SELEX选择掺入DS碱基的适体，然后通过高通量测序来选择最佳适体。
小分子核酸适配体如何通过各种修饰改变性能？

答：已经提出了DNA/RNA碱基、糖和磷酸盐的各种修饰以改善核酸适体的性能。其中，糖和磷酸部分的一些修饰可以增强核酸酶抗性。这种改善的生物稳定性足以允许使用核酸适体作为治疗药物。这些修饰中的一些已经成功地稳定了活性适体构象，从而增加了靶结合亲和力。有科学家表明，含有C5-修饰的2’-脱氧尿苷和色氨酸侧链的修饰的DNA适体可以结合所谓的"困难蛋白质靶标"。到目前为止，已经发表了极少的识别小分子的碱基修饰的DNA/RNA适体的实例。有科学家用胸腺嘧啶取代修饰的尿嘧啶的DNA适体保留了结合ATP的能力，尽管对ATP的亲和力降低，这表明引入外源官能团不会显著影响所选适体的活性。
小分子核酸适配体中，传统筛选是劳动密集型的，并且通常成功率较低，我们如何解决这一问题？

答：我们采用了“将旧的适体用于新用途”的策略来开发小分子的高亲和力适体。为此，我们首先收集了热稳定的DNA适体，并通过分子对接预测它们对小分子的亲和力，然后，我们确定了高亲和力的候选者，并通过MST实验验证了它们。以这种方式，发现两种热稳定的适体（Tv-51和AI-57）对小分子具有高亲和力。此外，我们进行了自发结合模拟，以揭示其结合小分子的机制，从而确定了结合的关键基地。在这些指导下，随后设计了两种具有更高亲和力和特异性的变体（Tv-46和AI 52），并通过MST实验进行了确认。

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