概要
VPS4B（液泡蛋白分選相關蛋白4B）是減數(shù)分裂亞群AAA ATP酶家族（meiotic clade AA ATPase）成員，該類酶以寡聚體形式發(fā)揮功能，通過ATP水解驅動蛋白轉運。VPS4B在某些癌癥中過表達，且與其同源蛋白VPS4A存在合成致死關系，使VPS4B成為具有潛力的治療靶點。本研究開發(fā)了一種基于VPS4B抑制劑的篩選與分析技術平臺。該平臺的核心是結合Transcreener^® ADP² Assay與SPT Labtech dragonfly^® discovery非接觸式加樣技術進行ATP酶活性測定，旨在通過流程優(yōu)化，最大限度減少實驗的不穩(wěn)定，確保篩選結果的可靠且準確。

我們采用Transcreener^® ADP² FP成功檢測了VPS4B ATP酶的初始活性，在100 nM酶濃度條件下，總偏振位移約150 mP。借助dragonfly^® discovery平臺進行分液操作，在384孔板和1536孔板中測得的Z'因子分別高于0.9和0.8。針對1280種生物活性化合物進行的初步篩選顯示陽性率為1%，干擾率為0.1%。其中一個陽性化合物在后續(xù)的劑量反應復篩實驗中得到了進一步的驗證，且手動分液與dragonfly^® discovery系統(tǒng)測得的IC₅₀值高度一致。 本研究證明，SPT Labtech的dragonfly^® discovery與Transcreener^® ADP² Assay聯(lián)用，可為VPS4B抑制劑研發(fā)提供了一個穩(wěn)定便捷的技術平臺。

dragonfly^® discovery多功能分液工作站

圖1. dragonfly discovery是一款基于固相置換原理的非接觸式微量分液器

SPT Labtech 開發(fā)的dragonfly discovery分液系統(tǒng)能夠在200 nL至4 mL的超寬量程范圍內，實現(xiàn)高度精準且可重復的非接觸式分液，即便處理高粘度試劑依然表現(xiàn)出色，適用于各類SBS標準微孔板（包括384孔和1536孔板）。其基于固相置換技術的零校準、低維護設計，可快速完成儀器配置與實驗流程（protocol）設定，尤其適用于微縮化高通量篩選（HTS）。該系統(tǒng)不僅有助于節(jié)約珍貴試劑與耗材，還能有效提升檢測體系的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)可靠性。
其最多配備10個通道，每個通道既可完全獨立運行，又可同步操作，從而實現(xiàn)快速且高度靈活的非接觸式分液。這種設計不僅支持在高密度1536孔板中進行復雜的試劑梯度組合以完成方法學開發(fā)和驗證，也能進行常規(guī)試劑的高通量和快速分裝。

Transcreener^®ADP² Assay檢測方法

圖2. Transcreener ADP² Assay是一種基于遠紅光的競爭性檢測方法，
通過定量ADP生成量來測定酶活性

Transcreener^®檢測技術基于高度特異性抗體，在均相反應體系中直接識別與定量核苷酸，并通過遠紅外熒光輸出檢測信號。Transcreener^®檢測專為高通量篩選設計，采用單次加樣、混勻即讀的實驗模式，具備優(yōu)異的試劑穩(wěn)定性，且兼容各類主流多功能酶標儀品牌。該檢測平臺提供熒光偏振（FP）、熒光強度（FI）及時間分辨熒光能量共振轉移（TR-FRET）三種檢測模式。相較于依賴間接測量或多步操作的ADP檢測方法，Transcreener^®流程更簡化，具備更高的靈敏度與信噪比。其“加樣混勻即讀”的實驗模式，結合試劑穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，使其尤其適用于自動化工作流程的整合與應用。
該技術采用簡潔高效的實驗原理，并使用了一種特異性識別ADP而非ATP的抗體及遠紅光熒光示蹤劑。反應中生成的ADP與熒光示蹤劑競爭結合抗體，通過改變熒光特性輸出可讀信號。

基于ADP² FP方法的VPS4B活性酶檢測

圖3. 實驗驗證

A. 在含有8 μM ATP的酶活檢測緩沖液A（50 mM HEPES pH 7.5、10 mM MgCl₂、50 mM KCl、5 mM DTT、0.01% Triton）中，分別通過手動移液和dragonfly^® discovery平臺對VPS4B蛋白進行梯度稀釋，并在37℃條件下孵育2小時。B. 將酶活性轉換為ADP生成量后擬合成標準曲線，證實手動移液與dragonfly^® discovery分液所測得的酶活反應速率具有良好的一致性。

基于ADP² FP方法的Z'因子測定

圖4. 手動和dragonfly discovery實驗結果比較

在12個數(shù)據(jù)點上，分別用384孔板（A）與1536孔板（B）測定了Z'因子。上半部分圖表展示手動移液操作的Z’因子值；下半部分圖表則為通過 dragonfly^® discovery 分液所得的Z’因子值。
 

VPS4B酶抑制劑初篩

圖5. VPS4B ATP酶預實驗篩選

采用Transcreener^® ADP² FP檢測法對Tocris 2.0化合物庫中的1280個化合物進行篩選，共鑒定出13個偏振值高于3倍標準差的潛在抑制劑；其中12個化合物對檢測體系無干擾效應。

劑量反應曲線和IC₅₀分析

圖6. 劑量反應分析

A. 從初篩中獲得的陽性化合物ESI-09及對照化合物Suramin的劑量反應曲線，實驗在384孔板中進行。其中，對照化合物Suramin的IC₅₀值在手動移液和 dragonfly^® discovery 平臺上分別是B. 2.3 μM和C. 2.9 μM。

結論

• Transcreener^® ADP²檢測技術采用均相熒光偏振法，可實現(xiàn)VPS4B酶活性的直接定量測定。

• 該技術與SPT Labtech的dragonfly^® discovery平臺聯(lián)用后，該檢測體系展現(xiàn)出優(yōu)異的數(shù)據(jù)質量（Z'因子持續(xù)高于0.8，信號窗口穩(wěn)定），為高通量篩選流程提供了可靠支撐。

• 在384孔板和1536孔板中的驗證實驗表明，dragonfly^® discovery與Transcreener^®檢測技術具有良好的板型適應性，在不同規(guī)格微孔板中均表現(xiàn)出高度可重復的穩(wěn)定性能。

• 自動化非接觸式分液功能顯著簡化了酶滴定、方法學開發(fā)及化合物庫篩選等操作流程，有效提升了實驗通量與數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

• 初步篩選研究進一步驗證了該檢測體系在藥物研發(fā)中的適用性，成功鑒定出多個VPS4B抑制劑并測得其IC₅₀值，結果可靠，充分展現(xiàn)了該方案在VPS4B及相關ATP酶研究中的應用潛力。