構造力学応答アッセイ

構造ダイナミクス応答（SDR）アッセイは、標的タンパク質へのリガンド結合を測定するために用いられる生物物理学的試験の一種です。このアッセイは、混合して読み取るだけのシンプルな形式で構成されており、非常に少量のサンプルで実施できるため、ハイスループットスクリーニング（HTS）などの創薬アプリケーションや、医薬品化学最適化サイクルにおける候補薬の開発に適しています。

SDRリガンド結合アッセイは、目的の標的タンパク質（TOI）へのリガンド結合が、結合したセンサー酵素の出力強度に影響を与えるという観察に基づいています（図1）。初期の研究では、SDRアッセイは、薬剤標的や農薬関連の懸念のあるタンパク質を含む幅広いタンパク質に有用である可能性が示唆されています。^{[ 1 ] [ 2 ]}

SDRアッセイは、標的タンパク質の構造ダイナミクスまたはコンフォメーション（タンパク質ダイナミクス）におけるリガンドバイアス変化を利用して、標的タンパク質のN末端またはC末端に融合したセンサー酵素の発光を調節するようです。SDRアッセイは、蛍光偏光免疫測定法（FP）^{[ 3 ]}やその他の関連する競合結合型アッセイなどの手法で必要とされる競合リガンドを必要としません。また、SDRアッセイは標的タンパク質の機能に依存しません。これは、例えば基質が入手不可能、不安定、または不明である反応を触媒する酵素標的にとって特に重要です。

この方法は、アベルソンチロシンキナーゼドメインのミリスチン酸結合部位におけるアシミニブの結合を検出できることが示されている。アシミニブは基質リン酸化や補因子ATPの代謝回転を測定する生化学的アッセイにおいてチロシンキナーゼの触媒活性を阻害しないため、このことは重要である。このことから、SDRアッセイはアロステリック部位結合リガンドの検出に有用である可能性が示唆される。

この方法の汎用性は、完全なNanolucルシフェラーゼ（NLuc）または11アミノ酸HiBiT配列を可能にするα相補性のいずれかを使用して、さまざまなクラスの酵素で実証されています。^{[ 4 ]}この方法の極めて高い感度により、CRISPR/Cas9を介した標的遺伝子編集によって得られた細胞溶解物としてテストされたTOIの評価が可能になることが示されています。

SDRアッセイは、以下の酵素クラスの酵素を用いた1536ウェルマイクロタイタープレート形式での定量的ハイスループットスクリーニング（qHTS）^{[ 5 ]}で実証されています。ホタルルシフェラーゼ（FLuc）を用いたATP補因子依存性モノオキシゲナーゼ^{[ 6 ]} 、ジヒドロ葉酸還元酵素（DHFR）を用いた酸化還元酵素[7]、アベル^{ソンチロシンキナーゼ}ドメイン（ ABL1）を用いたチロシンキナーゼ^{[ 8 ]} 、プロテインキナーゼA（PKA）を用いたセリン/スレオニンプロテインキナーゼ^{[ 9 ]}、補因子非依存性ホスホグリセリン酸ムターゼ（iPGM）を用いたイソメラーゼ^{[ 10 ]} 、大腸菌DNAリガーゼ^{[ 11 ]}およびバクテリオファージT7 DNAリガーゼ[ ^{12 ]を}用いたNAD+-およびATP依存性DNAリガーゼ。