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BPS bioscience 技术文章 | 看PARPtrap™检测法如何高通量筛选文库高效抑制剂
来源: 2026-06-04 2
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文章亮点


BPS bioscience PARPtrap Assay kit基于荧光偏振技术检测DNA损伤修复核心物质PARP是否被"锁死"在DNA上,从而评估PARP抑制剂的真正杀伤机制,其产品优势同时在于可高效区分PARP抑制剂对PARP1或PARP2的选择性。


背景介绍:


聚ADP核糖聚合酶(Poly-ADP Ribose Polymerase,PARP)是一个由17个成员组成的大型蛋白质家族,是DNA损伤反应(DDR)的关键起始者,PARP1-PARP3特异性参与损伤感知、损伤部位修复蛋白的招募和激活、细胞死亡,PARP1和PARP2主要参与DNA修复。由于PARP1在DNA受损无法修复时能够改变转录并诱导细胞凋亡,因此可能作为治疗靶点发挥更显著的作用。


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↑ DNA损伤修复

01 PARP修复DNA损伤机制

以及PARP干扰机制

1. 感知损伤


当DNA单链断裂后,PARP1通过N端的DNA结合域(DBD)识别断裂位点,两个锌指结构(ZnF1/ZnF2)与DNA缺口两侧结合,PARP1构象发生改变,催化域(CAT)激活。


2. 合成信号分子

激活的PARP1以NAD为底物,催化PAR链合成,PAR链带大量的负电荷,形成分子海绵效应。


3. 招募修复机器

PAR链作为分子平台,通过静电作用招募带正电荷的修复蛋白,这些蛋白通过PAR结构域识别PAR链。XRCC1支架蛋白是核心组织者,招募DNA聚合酶β(Pol β)填补缺口,DNA连接酶III(Lig III)连接断端,PNKP/APE1处理末端。


4. PARP1解离与修复完成

PAR链负电荷积累,产生静电排斥后,PARP1从DNA上解离,修复蛋白占据断裂位点完成缺口填补和连接,PARG酶(聚ADP核糖水解酶)降解PAR链,随后PARP1恢复静息状态,开启下一轮修复。

在首个PARP抑制剂进入临床开发约十年后,人们发现除了阻断PARP1的酶活性外,PARP抑制剂还能将PARP锁定在DNA上。在PARP抑制剂的作用下,当PARP1与DNA结合后,PARP1无法合成PAR从而“锁死”在DNA上,修复蛋白无法被招募,从而导致断裂持续存在,进一步形成DSB,最终导致细胞死亡。也就是说PARP抑制剂让PARP"赖着不走",把信号步骤变成致死陷阱。

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↑ 图示:PARP DNA损伤修复以及PARP干扰机制



目前,美国已经有4种PARP1/2抑制剂用于临床,中国两种获批,还有许多其他药物正在进入(临床前阶段)。


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↑ 图示:临床使用的PARP抑制剂


获批药物通过与NAD结合竞争并阻止自身PARy化,从而降低PARP1和PARP2的活性,导致其未能从DNA上脱离。PARP持续存在于损伤部位,阻碍修复并阻止复制,导致细胞死亡。因此,捕获PARP到DNA上的药物通常比捕获能力较弱的PARP抑制剂具有显著更高的细胞毒性。


在四种抑制PARP1/2的临床药物中,有三种在捕捉PARP1和PARP2的效力上有所不同,无论它们抑制PARP催化活性的效力如何。事实上,这类药物的细胞毒性效应及其临床疗效似乎与它们捕获PARP蛋白到受损DNA上的效率相关,PARP蛋白起到细胞毒药的作用。


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↑ 图示:PARP抑制剂在已知捕获DNA能力方面提升临床疗效


此外,将PARP1捕获到DNA而未捕获PARP2会导致细胞毒性增加。因此,筛查此类抑制剂应包括定量PARP捕获能力并区分抑制剂对PARP1或PARP2选择性的检测。


然而,目前大多数商业化的PARP检测方法测量其酶活性,并量化靶蛋白如组蛋白的PARyl化。相比之下,BPS bioscience PARPtrap™ 检测测量的是化合物将PARP1或PARP2留在DNA探针上的能力,而不是测量其对PARP酶活性的影响。


02 BPS bioscience PARPtrap™

检测试剂盒检测原理


核心逻辑:检测PARP是否被"锁死"在DNA上


检测原理:荧光偏振原理


检测机制:PARPtrap™通过荧光偏振检测"分子旋转速度",PARP被抑制剂锁死在DNA上→复合物变大→旋转变慢→偏振信号升高。偏振信号(FP)升得越高,“锁死”能力越强。


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↑ PARPtrap测定原理示意图


检测优势:

  • 操作简单,无需洗涤

  • 检测速度快,3h         

  • 支持96 tests/384tests

  • 可用于检测PARP1和PARP2的复合效力差异


03 PARPtrap Assay kit能高效区分

抑制剂对PARP1或PARP2的选择性


实验目的:对比已知抑制剂在捕获PARP1和PARP2中效力


实验方案:PARP1捕获(左)和PARP2捕获(右)在Talazoparib, Olaparib, Veliparib, and AZD5305浓度递增的情况下,分别使用PARPtrap™ ASSAY Kit for PARP1(#80584)和PARP2™ Assay Kit(#78296)进行测量。“No Compound”对应测定允许的最低FP,“No NAD+”对应检测允许的最高FP。


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实验结果:EC50结果显示,Talazoparib, Olaparib and Veliparib对PARP1和PARP2的捕获效果相似,而AZD5305在捕获PARP1方面比PARP2高效1000倍,显示出PARP1与PARP2之间的选择性。


实验结论:通过定量PARP捕获能力,检测可以区分抑制剂对PARP1或PARP2的选择性,从而为哪种抑制剂更具细胞毒性提供策略。


04 BPS bioscience基于

PARP的 DNA损伤修复检测产品推荐


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