20 мая 2019 года (понедельник) с 11:00 до 13:00 в конференц-зале Института биохимии им.А.Н. Баха ФИЦ Биотехнологии РАН пройдут лекции проф. Сергея Николаевича Крылова (Химический факультет и Центр исследований в области биомолекулярных взаимодействий; Йоркский Университет, Торонто, Канада):
- Ответ на аналитические вызовы технологии «ДНК-кодированных библиотек»
- Рациональный подход для эффективного планирования и выполнения исследовательских проектов и публикации их результатов
Приглашаются все желающие!
Место проведения:
Ленинский проспект, 33, стр.2
Конференц-зал ИНБИ (2-й корпус, 3 этаж)
Sergey N. Krylov / Сергей Николаевич Крылов
(Department of Chemistry and Centre for Research on Biomolecular Interactions; York University, Toronto, Canada) /
(Химический факультет и Центр исследований в области биомолекулярных взаимодействий; Йоркский Университет, Торонто, Канада)
ОТВЕТ НА АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЫЗОВЫ ТЕХНОЛОГИИ «ДНК-КОДИРОВАННЫХ БИБЛИОТЕК»
Как правило, терапевтические мишени являются регуляторными или каталитическими белками, обычно называемыми белок-мишень. Соответственно, первая стадия разработки современных лекарственных препаратов включает получение большого количества проверенных лигандов – низкомолекулярных соединений, способных обратимо связывать такой белок-мишень с приемлемо низкими и известными значениями константы скорости koff и константы равновесия Kd = koff/kon:
На более поздних стадиях разработки препарата из проверенных лигандов последовательно отбираются кандидаты для доклинических и клинических исследований, и, в конечном итоге, активный фармацевтический ингредиент, являющийся основой лекарственного препарата.
Разработка одного утвержденного лекарственного препарата требует вплоть до 104 проверенных лигандов. Такое количество проверенных лигандов можно получить только из очень большой комбинаторной библиотеки, содержащей колоссальное многообразие низкомолекулярных соединений. Наибольшее многообразие — с возможностью надёжной идентификации соединений — обеспечивают только «ДНК-кодированные библиотеки» (DNA-encoded libraries, DELs). Эти библиотеки представляют собой смеси из вплоть до 1012 соединений, каждое из которых имеет ДНК-метку, кодирующую определенную химическую структуру соединения.
Проверенные лиганды получают из DEL в пять этапов, показанных на схеме: 1) синтез библиотеки из структурных блоков, 2) обогащение лигандов в библиотеке, 3) секвенирование ДНК-меток для декодирования химических структур лигандов, 4) синтез и очистка лигандов без ДНК и 5) измерение точных значений Kd и koff для комплексов лиганд–мишень.
Все этапы, за исключением третьего, в настоящее время основаны на ненадежных процессах, которые не позволяют оптимизировать получение провереных лигандов, даже если эти процессы размещены на роботизированных платформах. Ненадежность четырех этапов вызывает дорогостоящие задержки разработки лекарств на ранней стадии. Для решения этой проблемы нами разрабатываются четыре надежных процесса, предназначенных для возможной интеграции в автоматизированное производство проверенных лигандов. Первым процессом является твердофазный синтез библиотеки из большого разнообразия составных частей низкомолекулярных соединений в неводных условиях. Второй процесс представляет собой одно-раундовое извлечение лигандов с желаемо-низким значением koff с помощью капиллярного электрофореза. Третий процесс — это проточные синтез и очистка лигандов без ДНК-меток путем интеграции проточного реактора с проточным электрофорезом. Четвертый процесс — это точные измерения Kd и koff для комплексов лиганд–мишень методом сочетания кинетической хроматографии с масс-спектрометрией.
Данная лекция посвящена достижениям моей научной группы в описанной исследовательской программе. Основное внимание будет уделено нашим недавним разработкам, включающим одно-раундовый отбор лигандов из ДНК библиотек [1], безводный проточный электрофорез [2] и точные измерения констант Kd для комплексов низкомолекулярных лигандов с белками [3].
1. Le, A.T.H.; Krylova, S.M.; Kanoatov, M.; Desai, S.; Krylov, S.N. Ideal-filter capillary electrophoresis (IFCE) facilitates the one-step selection of aptamers. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2739–2743.
2. Ivanov, N.A.; Lie, Y.; Kochmann, S.; Krylov, S.N. Non-aqueous continuous-flow electrophoresis (NACFE): separation complement for continuous-flow organic synthesis. Submitted to Chem. Comm. Archived preprint: https://doi.org/10.26434/chemrxiv.7840937.
3. Sisavath, N.; Rukundo, J.L.; J.C.Y. LeBlanc; Galievsky, V.; Bao, J.; Kochmann, S.; Stasheuski, A.S.; Krylov, S.N. Transient incomplete separation facilitates finding accurate equilibrium dissociation constant of protein–small molecule complex. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, published ahead of print on https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201901345. Archived preprint: https://doi.org/10.26434/chemrxiv.7607078.v1.
РАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОДХОД ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ И ПУБЛИКАЦИИ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Цель академических исследователей состоит в том, чтобы продвигать знания и публиковать новые знания через рецензируемый процесс. Научное сообщество использует важность наших публикаций, чтобы судить о нашем успехе. Кроме того, агентства, выдающие гранты, используют важность наших публикаций, чтобы решить, поддерживать или нет наши исследования. Таким образом, мы очень заинтересованы в том, чтобы публиковать более значимые статьи в более влиятельных журналах. В течение последних двух десятилетий я постоянно думал о том, как сделать процесс планирования / выполнения / публикации более эффективным и действенным. Основываясь на своем личном опыте исследований в очень широкой области аналитических наук, я разработал рациональный подход для планирования и выполнения проектов и для написания убедительных рукописей с очень низким уровнем отклонения. Явным свидетельством того, что этот подход работает, является то, что только одна из 67 статей, представленных мной в журнал Analytical Chemistry, была отклонена, а 66 были опубликованы. В этой лекции, предназначенной главным образом для молодых исследователей, я поделюсь этим подходом в формате дружеского семинара / дискуссии.