一文了解药物靶点筛选之DARTS技术

药物亲和反应的靶点稳定性（drug affinity responsive target stability，DARTS）是一种借助“药物-靶蛋白结合增强蛋白酶抗性”分子机制解决药物靶点高通量筛选难题的技术方案。该技术由Lomenick团队于2009年首次报道，由于无需化学修饰以及兼容复杂生物体系的技术优势，成为迄今为止应用最广泛的靶点筛选方法之一。

技术原理

小分子配体（如药物）与靶蛋白结合后，可以稳定靶蛋白的构象，增强其对蛋白水解酶水解作用的抗性。当蛋白结合药物后，对亲和反应后的混合蛋白使用蛋白酶进行水解处理。与对照组相比，药物组酶解产物经凝胶电泳分离后，与药物结合的蛋白片段增多，最后借助Western blot或质谱即可鉴定与药物结合的靶点蛋白。

（Gholizadeh et al., 2021）

技术流程

1、样本准备：选择培养至合适状态的细胞，使用非变性裂解液裂解细胞并提取总蛋白；

2、样本孵育：蛋白裂解液分为两组，分别加入对照溶剂和小分子药物，孵育一段时间确保药物充分与靶蛋白结合；

3、酶切处理：根绝靶蛋白类型选择合适的蛋白酶（枯草杆菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶及链酶蛋白酶等）对总蛋白进行酶切消化；

4、结果检测：根据不同实验目的，可分别按照如下方法进行检测：

（1）电泳分析：通过SDS-PAGE凝胶电泳分析对照组和药物组目的蛋白表达量，明确药物是否影响靶蛋白稳定性；

（2）质谱鉴定：通过SDS-PAGE凝胶电泳分析对照组和药物组条带差异，并将差异条带切胶后进行质谱鉴定，筛选小分子药物的潜在靶点蛋白。

（Li et al., 2021）

技术优势

（1）药物无需固定化或修饰，保持天然结构和活性；

（2）直接在细胞裂解液中检测，保持蛋白天然构象和修饰状态；

（3）无需昂贵化学试剂和设备，操作简单；

（4）适用于各种能与蛋白结合的小分子，包括天然产物和多肽分子。

技术局限

（1）无法有效检测低亲和力或低丰度蛋白靶点，灵敏度低；

（2）非特异性蛋白聚集造成假阳性信号；

（3）高度依赖分子结合改变蛋白酶敏感性特点。

应用场景

（1）天然药物靶点发现和筛选；

（2）药物作用信号通路解析；

（3）药物安全性评估。

文献案例

2025年，Yonsei大学Lee团队利用DARTS联合LC-MS/MS蛋白质组学分析确定天然化合物醋酸酰胺素（ACA）的关键靶标LAMTOR1，明确ACA通过LAMTOR1-MTORC1-AMPK信号通路调节自噬，揭示了代谢功能障碍相关脂肪肝的潜在治疗靶点。

（Jang et al., 2025）

参考文献

[1] Lomenick B, Hao R, Jonai N, et al. Target identification using drug affinity responsive target stability (DARTS) [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2009, 106(51):21984-21989.

[2] Jang Y, Ko M, Lee JY, et al. Inhibition of lysosomal LAMTOR1 increases autophagy by suppressing the MTORC1 pathway to ameliorate lipid accumulations in MAFLD [J]. Autophagy, 2025, 6: 1-17. 

[3] Li G, Peng X, Guo Y, et al. Currently Available Strategies for Target Identification of Bioactive Natural Products [J]. Front Chem, 2021, 9: 761609.