近日，iHuman研究所Kurt Wüthrich课题组与程建军课题组合作，在Journal of the American Chemical Society(JACS)发表了题为 “Adenosine A2A Receptor (A2AAR) Ligand Screening Using the 19F-NMR Probe FPPA”的研究论文，设计合成了新型含氟探针分子FPPA (4-(Furan-2-yl)-7-(4-(trifluoromethyl)benzyl)-7H-pyrrolo[2,3-d]pyramidin-2-amine)，开发了一款利用一维核磁共振氟谱(19F-NMR)进行腺苷A2A受体（A2AAR）配体筛选和亲和力测定的新方法，可应用于A2AAR的药物筛选。
在核磁共振中，由于天然19F具有化学位移范围宽、灵敏度高以及无背景信号干扰等优势，19F-NMR在药物筛选中具有很好的应用前景。在此前的研究中， 19F-NMR主要用于可溶性蛋白的配体结合测定和分子片段筛选，但将这类方法扩展到G蛋白偶联受体（GPCR）类膜蛋白时，需要考虑配体与模拟膜环境相互作用的影响，十分具有挑战性。本工作首先从A2AAR与其拮抗剂V-2006的晶体结构出发，通过针对性改造适当降低分子对A2AAR的亲和力，在苯环对位引入三氟甲基，得到探针分子FPPA（图1）。FPPA对A2AAR有中等结合强度，适用于19F-NMR的配体筛选。
图1 基于结构的核磁探针FPPA设计
随后在一维19F-NMR中观测不同环境下的FPPA的氟信号，并通过滴定实验等确定FPPA与A2AAR蛋白结合的氟信号（“P”信号）和FPPA被去垢剂胶束包裹的信号（“M”信号）。根据P/M信号的变化，用不同的A2AAR配体在19F-NMR中证实了该方法用于筛选A2AAR配体的可行性（图2）。相较于传统的放射性同位素配体的方法，基于核磁探针的19F-NMR方法为以A2AAR为代表的GPCR药物筛选提供了新的研究手段，有利于新型GPCR配体的筛选。
图2 核磁探针FPPA在1D 19F-NMR进行A2AAR配体筛选
iHuman研究所博士后张金凤和生命学院2020级博士研究生冯丹丹为该论文的共同第一作者，上海科技大学iHuman研究所研究员、生命学院助理教授程建军与iHuman研究所特聘教授Kurt Wüthrich为共同通讯作者，上海科技大学为第一完成单位。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04218
