化學基因組學技術包含的內容極其廣泛，它整合了組合化學、高通量篩選、基因組學、蛋白質組學、分子生物學、化學信息學、生物信息學等領域的相關技術，成為系統生物學的重要研究方法，採用具有生物活性的化學小分子配體作為探針，研究與人類疾病密切相關的基因、蛋白質的生物功能，同時為新藥開發提供具有高親和性的藥物先導化合物，是後基因組學時代藥物發現的新模式，將極大加快製藥工業的發展。
基本介紹
- 中文名：化學基因組
- 流程1：靶點發現
- 流程2：高通量篩選
- 流程3：組合化學合成
化學基因組學定義,化學基因組學藥物發現模式的一般程式,化學基因組學技術平台,化學基因組學的套用,相關論文,相關書籍,相關會議,博士點,
化學基因組學定義
化學基因組學的研究中的主要在於化學配基的合成、篩選和確認的精密技術快速發展的背景下產生的,整合了組合化學、基因組學、蛋白質組學、分子生物學、藥物學等領域的相關技術,採用具有生物活性的化學小分子配體作為探針,研究與人類疾病密切相關的基因、蛋白質的生物功能,同時為新藥開發提供具有高親和性的藥物先導化合物。
創新藥物研發具有投資大、風險高和周期長的行業特徵，新藥的創製過程十分艱難，絕大多數的先導化合物都因藥效不理想或毒副作用太大而在研發的後期被淘汰。因此，如何建立一套快速、有效的早期綜合評價體系？如何使新藥研發人員能儘快的做出有科學依據的決定—即什麼樣的先導化合物可進入臨床前？這意味著是否可以最大限度的降低新藥開發的風險，也由此成為全球新藥研發領域共同關注的焦點。
化學基因組學藥物發現模式的一般程式
1.靶點發現
人類基因組計畫為揭示人類疾病機理提供了大量的基因信息,如與人類疾病相關的疾病基因及基因編碼的相關蛋白信息,這些與疾病密切相關基因和蛋白都可以作為潛在的藥物靶點,用於
新藥開發。尋找與人類疾病相關的藥物靶點是新藥研發的第一個環節。
目前人們共發現具有藥理學意義的藥物作用靶點大約500 個,而根據人類基因組學計畫研究成果估計,人體內可能的藥物作用靶點大約有5 000個,更多的藥物作用靶點有待於進一步挖掘。大量潛在靶點的發現成分為新藥研究的突破口。目前套用於新藥靶點發現的技術有基因組學技術、蛋白質組學技術以及生物信息學技術。
蛋白質組學技術在蛋白質水平上研究疾病狀態以及正常狀態下的細胞或組織的蛋白質差異變化,可以發現潛在的藥物靶蛋白,也有人稱化學基因組學是蛋白質組學和疾病治療間的橋樑。
2.高通量篩選
是順應靶基因、靶蛋白及生物活性小分子多樣性的特點而發展起來的,其核心部分由體外分子或細胞水平的篩選模型、計算機控制的作業系統和靈敏的生物反應檢測系統組成。高通量篩選是化學基因組學技術平台的關鍵技術,可以為藥物發現提供全新的篩選方法和手段,極大地提高藥物篩選速度。
3.組合化學合成
藥物開發過程中需要對先導化合物進行結構最佳化,傳統化學合成方法不能適應高通量快速篩選及眾多藥物靶標需篩選的要求。
組合化學採用適當的化學方法,藉助組合合成儀,在特定的分子母核上引入不同的基團,產生大量的新化合物,構建不同的化合物庫。。在藥物篩選研究中,不同分子結構的化合物庫可以用於不同疾病、不同模型的篩選。。組合化學合成方法可以為高通量篩選提供物質基礎,擴大了藥物發現的範圍,適應了化學基因組學快速篩選的需求。組合化學與高通量篩選技術並駕齊驅,促進了新藥開發領域的一次大的突破,已經成為新藥發現和最佳化過程中不可缺少的核心技術 。
4.生物學功能測試
在新藥研究中,藥物作用靶點的發現,新藥的篩選和發現,藥物的臨床前研究以及臨床研究等各個環節,都與生物信息學有著密切的關係。基因組學、高通量篩選、組合化學等技術在化學基因組學中的套用,積累大量不同類型的生物和化學信息數據,有效地存儲、管理、分析及整合這些數據是保障藥物研發順利快速的關鍵。生物信息學就是要實現從數據到知識的轉化,從單一信息到可利用資源的轉化。
化學基因組學技術平台
1.質譜技術
質譜技術起初用於分析化合物的相對分子質量，隨著研究的深入，發展出生物質譜，成為蛋白質組學研究的的重要手段。特別是在疾病蛋白質組學、差異蛋白質組學或比較蛋白質組學中對潛在蛋白靶點的鑑定起著十分重要的作用,為新藥研發提供了可靠的藥物靶點。軟電離質譜技術使得在pmol甚至fmol的水平上準確的分析分子量高達幾萬到幾十萬的生物大分子成為可能，從而使質譜技術真正走入生命科學的研究領域並得到迅速發展。
2.核磁共振技術
隨著核磁共振技術(NMR) 的發展,NMR 技術已套用於藥物的篩選和設計領域。在明確與疾病相關的靶蛋白的基礎上,發展了生物大分子高親和性配體的方法SAR-by-NMR ( structureactivity relationship by NMR) 。由於採用NMR 技術可以綜合多種藥物設計的優勢,能夠在短時間內得到先導化合物,加快了藥物發現的速度
3. 其他新技術
在化學基因組學的研究中，各種新技術層出不窮，如毛細管電泳技術、原子力顯微鏡技術、差式掃描量熱技術等等。這些新技術為化學基因組學和化學蛋白質組學的發展提供了強有力的技術支持，極大的促進了學科的進展。
化學基因組學的套用
化學基因組學為新藥開發帶來的革命性變革,主要有三方面：1.可以提前開始藥物合成；2.提前發現化合物的毒性和不適用性；3.有利於闡明天然藥物治療疾病的作用機理.4.有助於發現新的藥物靶標，為開展更多更好的新藥研發提供基礎，進而可以縮短藥物研發周期，提高成功率。
相關論文
1. 蛋白質組與生物質譜技術， 《質譜學報》，1998年第4期
2.化學基因學-藥物發現的新途徑，《國外藥訊》 ，2000年第12期
3.何謂基於化學基因組學方法的藥物發現策略，《中國藥理通訊》 2002年第3期
4.化學基因組學研究進展 ，《廣西師範大學學報（自然科學版）》，2003年第z6期
5. 化學基因組學研究進展及其套用， 《中國天然藥物》 2004 年第2卷第2 期
6. 動態組合化學及其在藥物發現過程中的套用， 《復旦學報（醫學版）》2004年第6期
7. 化學蛋白質組學及其在新藥開發中的套用， 《生命的化學》2004年24卷第6期
8. 組合化學概述， 《天津藥學》 2004年第16卷第6 期
9.基於細胞功能的超高通量篩選在化學基因組學藥物發現中的套用，《中國生物學文摘》 2005年第1期
10. 蛋白質組學技術與藥物作用新靶點研究進展， 《中國藥學雜誌》 2005年4月40卷8期
11. 化學基因組學與藥物發現， 《食品與藥品》 2005 年第7卷第3A期
12. 化學基因組學與化學蛋白質組學，http://www.bioon.com/biology/proteomics/176307.shtml
13.化學基因組學與藥物發現，《食品與藥品》 ，2005年第3A期
相關書籍
1.化學基因組學（現代化學前沿譯叢）
出版時間：2008-4-1
出版社：科學 出版社
作者：(美)達維斯Darvas譯者:楊振軍
2.工業蛋白質組學——在生物技術和製藥中的套用
出版時間：2007年6月
出版社：科學出版社出版
作者：（美）菲格斯 主編，錢小紅，賀福初 主譯
相關會議
1.全球第一屆化學基因組學會議，2001年11月16日，美國波士頓，
2.第八屆中國化學會分析化學年會暨第八屆全國原子光譜學術會議 2003年10月，廣西桂林
3.香山科學會議：“化學生物學驅動的功能基因組和創新藥物研究”學術討論會，2004年12月，中國北京
4.21世紀醫藥國際學術大會，2004年7月25日-27日，中國上海
5.化學基因組學與新藥開發學術前沿研討會，2005年10月27日，廣州深圳，
6.2005國際DNA和基因組節，2005年，遼寧大連
7.第五屆全國化學生物學學術會議2007年8月，雲南昆明
博士點
北京大學深圳研究生院化學生物學與生物技術學院：化學基因組學專業
