化学探针(chemical probe)是一类可以特异性地与生物体系中的某种分子(如蛋白质、DNA、RNA、代谢物等)相互作用,从而研究其功能、结构或动态变化的化合物。
化学探针通常是经过设计的小分子化合物,具有以下特点:
高选择性(selectivity) —— 只识别并结合特定的生物靶标;
高亲和力(affinity) —— 能牢固结合靶标;
可检测性(detectability) —— 探针常带有荧光基团、放射性标记或其他信号模块,便于检测;
生物兼容性(biocompatibility) —— 能在细胞或生物体内使用而不破坏体系。
化学探针的主要类型
根据用途或原理,化学探针大致可以分为以下几类:
| 类型 | 作用机制 | 示例 |
| 荧光探针 | 与目标结合后发出荧光信号 | 钙离子荧光探针 Fluo-4;ROS 探针 DCFH-DA |
| 活性位点探针(Activity-Based Probe, ABP) | 共价结合到酶的活性位点,用于检测酶活性 | Serine hydrolase 探针 FP-biotin |
| 亲和探针(Affinity Probe) | 模拟底物或抑制剂结构以捕获蛋白 | Kinase inhibitor probe |
| 反应性探针(Reactive Probe) | 能选择性地与特定功能基团反应 | 氧化还原探针、硫醇探针等 |
| 生物正交探针(Bioorthogonal Probe) | 在不干扰天然生化过程的前提下发生特定化学反应 | Click chemistry 探针(如 azide-alkyne 体系) |
化学探针的用途
化学探针在现代生命科学研究中用途极广,包括但不限于:
研究生物分子的功能
例如,用化学探针标记某种蛋白质,研究它在细胞内的定位和动态变化。
疾病机制研究
探针可以揭示疾病相关蛋白的异常表达或活性变化。
药物靶点发现
探针帮助识别潜在的药物靶标。
活细胞成像
荧光探针可以实时观察细胞内代谢或信号传导过程。
化学生物学与药物筛选
高通量筛选时常用探针检测化合物对靶标的作用。
可切割探针 #227