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内容形式：摘要译文
结合动力学是机制驱动药物发现的核心。此前，我们建立了光谱位移（Spectral Shift）技术，通过检测荧光标记分子与配体结合时其发射光谱的微小变化来测定平衡结合亲和力。较慢的结合动力学可表现为结合伙伴混合后逐渐向平衡状态变化的过程；然而，对于较快的相互作用，测量开始时体系通常已经达到平衡。在此，我们将光谱位移技术扩展用于快速结合动力学的测量，所采用的方法称为“纳米温度改变动力学”（nano Temperature Alteration Kinetics，nanoTAK）。快速的温度阶跃会扰动焓驱动相互作用的结合平衡，随后通过实时记录随时间变化的光谱位移信号，监测体系向新平衡状态的弛豫过程。该弛豫过程直接编码了相互作用分子的结合速率常数 \(k_{\mathrm{on}}\) 和解离速率常数 \(k_{\mathrm{off}}\)；通过将完整配体稀释系列的数据拟合至全局动力学模型，可提取这两个参数。此外，拟合还可获得相互作用的热力学参数，如结合焓和结合熵。我们在三个层次的分子相互作用中验证了这一方法。首先，以具有较大结合焓的10聚体DNA双链杂交作为模型体系。在三种不同的温度阶跃条件下，全局拟合均能与实验数据相吻合，并证实了所建立拟合模型的准确性。其次，利用激酶p38及一组包含六种ATP竞争性抑制剂和变构抑制剂的化合物，证明该方法可扩展至经典的蛋白质-小分子体系；尽管该体系的焓变显著较小，仍可在不同化合物和温度条件下获得一致的速率常数，并提供独特的
深入揭示其温度依赖性。第三，由 VHL E3 连接酶复合物（VCB）、PROTAC MZ1 和 BRD4 的溴结构域 2（BRD4(BD2)）组成的降解剂体系，展示了该方法在更高阶体系中的应用，并揭示了二元复合物与三元复合物在结合动力学方面的差异。该方法能够解析再平衡时间短于约 1 秒的相互作用；对于基于表面的仪器而言，这一时间尺度往往难以可靠测量。利用从 20 °C 到 25 °C 的温度阶跃，可在接近室温的条件下测量结合动力学；此外，作为该方法的固有优势，也可在 37 °C 等具有生理相关性的温度下进行测量。
关键词：纳米温度改变动力学 · 分子结合动力学 · 结合热力学 · 光谱位移技术 · 结合速率常数
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.22.760345v1?rss=1