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生物素修饰石杉碱甲:阿尔茨海默病靶蛋白鉴定的"探针钥匙"

石杉碱甲是中国学者从蛇足石杉中发现的天然AChE抑制剂,已写入药典——但它的多靶点神经保护机制远不止AChE抑制。Biotin-HupA让这些隐藏靶点逐一浮出水面。

石杉碱甲:从中药到药典的神经保护传奇

石杉碱甲(Huperzine A,HupA,CAS 102518-79-6)是从蕨类植物蛇足石杉(Huperzia serrata)中分离得到的石松碱类天然产物,由中国科学院上海药物研究所刘东祥团队于1986年首次发现并命名。

特性数据意义
AChE抑制IC₅₀ ≈ 0.08 μM比他克林强100倍以上
选择性对AChE选择性远高于BuChE副作用更少
临床应用中国药典收录,治疗AD唯一源自中药的AD药物
神经保护抗氧化+抗炎+抗凋亡多靶点机制

2025年最新综述指出:石杉碱甲不仅通过抑制AChE提高乙酰胆碱水平,还具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等多重神经保护作用。然而,这些"额外"保护作用的靶蛋白尚未被系统鉴定

为什么需要Biotin-HupA?

已知靶点 vs 疑似靶点

已知(有直接证据)疑似(仅有间接证据)
AChE(乙酰胆碱酯酶)NMDA受体
Bcl-2/Bax(凋亡调控)
NF-κB通路蛋白
PI3K/Akt通路
Nrf2抗氧化通路

间接证据的局限性在于:通路活性变化 ≠ 药物直接结合靶蛋白。Western Blot看到Bax升高,不能证明HupA直接结合了Bax——可能是间接级联效应。

Biotin-HupA的作用:将"间接推测"升级为"直接捕获"。

Biotin-HupA的三层应用逻辑

image-P03-石杉碱甲

第一层:AChE结合验证(已知靶点确认)

  • 用Biotin-HupA做SA磁珠Pull-down

  • 验证是否能捕获AChE——确认标记后HupA部分仍保持AChE结合活性

  • 这是标记质量的"阳性对照"

第二层:神经细胞新靶蛋白鉴定(未知靶点发现)

  • 用Biotin-HupA处理神经细胞(如SH-SY5Y、原代神经元)裂解液

  • SA磁珠捕获 + 质谱鉴定

  • 获得HupA在神经细胞中的完整靶蛋白图谱

  • 与AChE单独Pull-down对照——区分AChE依赖和非AChE依赖的靶蛋白

第三层:AD动物脑组织靶蛋白验证

  • 用Biotin-HupA处理AD模型小鼠脑组织裂解液

  • Pull-down + 质谱——验证HupA在疾病环境中的靶蛋白

  • 与正常小鼠对照——揭示疾病特异性靶蛋白

修饰策略设计

石杉碱甲分子结构独特——石松碱骨架含桥环体系,修饰位点选择需格外谨慎:

修饰方案修饰位点评估推荐度
C-12位修饰桥环体系外缘对AChE结合影响小⭐⭐⭐⭐⭐
C-8位修饰吡啶环区域可能影响碱性氮结合⭐⭐⭐
含LC间隔臂C-12 + 长臂连接最佳综合方案⭐⭐⭐⭐⭐
含PEG间隔臂C-12 + PEG连接水溶性更优⭐⭐⭐⭐

核心原则:HupA与AChE的结合依赖其桥环体系的特定空间构型和吡啶酮氮原子。修饰位点必须远离这些关键结合元素,确保标记后AChE抑制活性保留。

纳孚生物的合成团队在石松碱类化合物修饰方面积累了丰富经验,能够精准控制修饰位点。

典型实验方案

Pull-down鉴定HupA神经保护靶蛋白

实验组设置

组别目的
Biotin-HupA + 神经细胞裂解液完整靶蛋白捕获
Biotin-HupA + 神经细胞裂解液 + 过量游离HupA竞争对照,确认特异性
Biotin-HupA + AChE纯蛋白阳性对照
Biotin-SA磁珠(无HupA)背景对照

预期产出:HupA靶蛋白列表 + 各靶蛋白结合特异性评级 + 通路归类分析

产品参数

参数规格
产品名称Biotin-Huperzine A(生物素修饰石杉碱甲)
纯度≥95%(HPLC验证)
结构确认LC-MS + ¹H NMR + ¹³C NMR(桥环确认)
修饰位点C-12位优先(可协商)
AChE活性验证可选:标记前后AChE抑制活性对比
储存条件-20°C,避光
交付周期7–10个工作日(桥环化合物修饰难度较高)

为什么选择纳孚生物?

  1. 桥环化合物修饰经验:石松碱类、吲哚类等复杂骨架化合物修饰是我们的技术强项

  2. 活性验证严格:标记后必须验证AChE抑制活性保留,否则重新设计修饰位点

  3. 神经科学领域理解:了解AD研究需求,提供从靶蛋白鉴定到功能验证的方案设计

  4. 完整数据交付:COA + 全套结构确认图谱 + AChE活性对比数据

结语

石杉碱甲是中国天然药物研究的骄傲——从蛇足石杉到药典收录,从AChE抑制到多重神经保护。但它的完整靶蛋白图谱尚未绘制完成。Biotin-HupA为这张图谱的绘制提供了最直接的工具。

当你的AD研究需要从"通路推测"走向"靶蛋白实证"时,Biotin-HupA就是那把探针钥匙。


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