[发明专利]DNA编码动态分子库的合成与筛选方法

说明书

本发明提供了一种合成DNA编码的动态分子库的方法，合成步骤包括将A组和B组结构单元中的结构单元与含修饰基团的DNA连接，其中，每个结构单元含有至少两个活性基团；然后A组中的每个结构单元上的一个活性基团与B组中的每个结构单元上的一个活性基团发生可逆化学反应，生成DNA编码的动态分子库。从分子库中筛选化合物的步骤包括加入靶蛋白，与靶蛋白结合的化合物富集后，加入试剂锁定平衡。利用凝胶电泳分离纯化连接在一起的DNA，通过PCR扩增和DNA测序确定碱基序列，然后确定该碱基序列对应的结构单元，从而筛选出与靶蛋白结合的化合物。本发明合成了动态分子库，筛选过程中能够快速富集与靶蛋白结合的化合物，操作简单、成本低，研发周期短。

技术领域

本发明涉及DNA编码的分子库，尤其涉及DNA编码的动态分子库的合成与筛选方法。

背景技术

当代药物研发中，针对疾病的药物靶点，通过构建大型的候选药物分子库，进行高通量、大规模筛选是新药研发中不可或缺的手段。当今世界上主要的制药公司均拥有大型的分子库和大规模的筛选平台用于新药研发。然而，传统的分子库和筛选平台成本高昂、技术门槛高、管理运行复杂，成为高通量筛选发展和应用中的严重制约。近5年来，DNA编码分子库技术逐渐发展起来，成为药物研发中的新兴筛选方法。在DNA编码分子库中，每一个化合物与一个特异性的DNA链相连接，成为一个特异的条形码，实现对化合物的特异性编码。DNA编码分子库能够在极小的体系中，实现千万乃至上亿级的高通量筛选。筛选结果可以通过PCR扩增和DNA测序进行解码分析，已获得先导化合物用于进一步药物研发。近年来，DNA编码分子库已经得到新药研发领域中的广泛认可和应用，成为新药研发中的一种重要支撑技术。

与常规高通量筛选分子库相比，DNA编码分子库的一个主要特点为能够在微升级的体系中，包含上千万至几十亿级别的不同的化合物，从而使高通量筛选变得简单而快捷，由1-2年的筛选周期降为1-2周。此外，常规高通量筛选分子库仅能够达到6-7百万个化合物，而DNA编码分子库则远远地超过了这个量级。

然而，对DNA编码分子库来说，如何高效的合成分子库中的数量如此之多的化合物，并且准确地在每一个不同化合物上连接不同的DNA条形码，是该领域中的一个技术核心。现有技术中有多种编码化合物的方法，包括组合化学中传统的“split-pool-split”方法、DNA模板控制合成、DNA routing、DNA双链连接等多种方法。然而，这些方法所合成的均为静态分子库，即每个化合物在分子库中所占的比例不变，其中能够与靶点蛋白结合的化合物的占比小；在对靶点进行筛选时，需要用物理洗脱的方法将与蛋白质结合和不与蛋白质结合的化合物分离。该方法所用的蛋白靶点需要修饰，并且需要固载，操作复杂，成本高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有方法所合成的DNA编码分子库均为静态分子库，化合物在分子库中所占的比例不变，能够与靶点蛋白结合的化合物的占比小；筛选时，蛋白靶点需要固载，并采用物理洗脱的方法分离，操作复杂，成本。

本发明的目的是：提供一种化合物在分子库中所占比例不固定的动态DNA编码分子库，该动态分子库是在溶液中形成，能快速富集与靶点蛋白结合的化合物，无需固载，简化操作，降低成本，缩短研发周期。

具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种DNA编码的动态分子库的合成方法，该方法包括以下步骤：

(a)结构单元与含有修饰基团的DNA连接，其中，每个结构单元含有至少两个活性基团，所述结构单元被分为A组结构单元和B组结构单元；

(b)A组结构单元中的每个结构单元上的一个活性基团与B组结构单元中的每个结构单元上的一个活性基团发生可逆化学反应。

优选的，所述修饰基团能够与结构单元中的活性基团反应。