测定活性化合物的细胞生物利用度是阐明化合物的细胞活性和指导化合物结构优化的关键步骤，也是研究化合物细胞生物活性数据的时间和剂量依赖性以及化合物细胞内稳定动力学的关键。近日，H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Institute的季海涛（点击查看介绍）团队建立了一项新的基于高效液相–质谱联用（HPLC–MS）的技术来测定活性化合物的细胞生物利用度，该技术具有很强的通用性和可靠性。
对于从事基于细胞的药物化学和化学生物学的科研人员来说，有一个问题常常令人苦恼，即基于蛋白测定的生物活性结果和基于细胞测定的生物活性结果在很多时候相差很大。这个问题传统上认为是因为化合物具有很低的细胞透膜性。事实上，在细胞实验中，化合物的细胞活性数据往往受以下条件影响：（1）化合物的水溶性；（2）化合物和细胞培养液中的血清蛋白结合率；（3）化合物和细胞培养瓶、细胞膜外蛋白和基质以及与细胞膜的非特异性结合；（4）化合物生物转化为活性或无活性代谢产物。同时，化合物细胞生物活性的高低取决于活性数据收集的时间点和所采用的化合物起始浓度。因此，测定化合物的细胞生物利用度对于正确解读化合物细胞化学生物学活性的数据至关重要。药物化学和化学生物学领域急需要一个可靠、灵敏、通用并容易实现的实验技术。
Moffitt Cancer Center的季海涛团队建立第一个通用性的方法来测定活性化合物的细胞生物利用度，基于HPLC–MS，通过设计关键对照实验，能精确测定活性化合物的细胞内浓度。该方法还可以测定化合物和细胞培养液里的血清蛋白结合率、化合物和细胞培养瓶、细胞外蛋白、基质以及细胞膜的非特异性结合，除此之外，还可以测定化合物细胞内浓度的时间依赖性、剂量依赖性以及化合物的细胞内外稳定性和透膜性。在这篇论文中，季海涛团队将该方法应用于研究两种蛋白质–蛋白质相互作用靶标的抑制剂：bromodomain抑制剂和β-catenin/BCL9抑制剂。
通过这一应用，抑制剂的不同细胞摄取、不同细胞膜内外的非特异性结合、化合物的不同细胞稳定动力学得以揭示。该技术还能够用于研究活性化合物中子结构/化学功能团和细胞实验中的非特异性结合的关系。进一步开发这项技术，有可能揭示出化合物子结构/官能团对细胞实验结果的影响。这一成果近期发表在Journal of Medicinal Chemistry 上，文章的第一作者是季海涛团队的研究生Kevin B. Teuscher。
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