基于SERS（表面增强拉曼散射）的生物传感器，用于光学生态监测PARP1的捕获动态，并实现调节剂的高通量筛选

《Journal of Nanobiotechnology》：A SERS-based biosensor for optical monitoring of PARP1 trapping dynamics and high-throughput screening of modulators

PARP1抑制剂依赖的PARP1陷阱动态检测存在技术难题，本研究开发了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的生物传感器，通过磁珠探针结合NAD+竞争性结合机制实现高throughput筛选，成功发现新型非NAD+模拟的奥里塔万汀二磷酸。

　　

摘要

所有临床获批的PARP1抑制剂（PARPi）都具有类似NAD⁺的骨架结构，这限制了它们的结构多样性，阻碍了下一代药物的发现。它们的治疗效果取决于PARP1的捕获过程，而这一动态过程目前仍难以量化，从而阻碍了高通量筛选（HTS）策略的建立。在这里，我们介绍了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的生物传感器，能够直接在分子水平上检测PARP1的捕获现象。该生物传感器在具有磁活性的SERS纳米探针上重构了PARP1/HPF1–DNA复合物：NAD⁺的结合会引发复合物的解离（信号关闭），而PARPi则能够竞争性地稳定该复合物（信号开启）。能够产生SERS信号的分子被识别为潜在的增强捕获效果的调节剂。该生物传感器准确再现了八种已获批PARPi的捕获特性，并通过筛选四个化合物库，发现奥利他万辛二磷酸（Oritavancin diphosphate）是一种新型的非NAD⁺类似物PARP1捕获增强调节剂，其在无细胞和细胞环境中均得到了验证。因此，这种基于SERS的PARP1生物传感器为高通量发现PARP1靶向调节剂及其他基于大分子相互作用的治疗药物提供了一种灵敏、快速且成本效益高的光学方法。

图形摘要