近期，新葡萄8883国际官网夏小乐教授团队联合复旦大学周庆同教授在核酸适配体的开发和利用研究中取得重要进展，研究结果“Computation-Enabled Structure-Based Discovery of Potent Binders for Small-Molecule Aptamers”正式发表于计算化学领域顶刊《Journal of Chemical Theory and Computation》（一区，IF=5.7）（https://doi.org/10.1021/acs.jctc.4c01246）。
核酸适配体是一小段经体外筛选得到的寡核苷酸序列，能与相应的配体进行高亲和力和强特异性的结合，已经广泛应用于生物传感器、疾病诊断和治疗领域。凭借“化学抗体”（高亲和力/特异性）、体积小和易于生产等优点，许多基于适配体的应用已在实验室中实现。适配体能够与预期靶标（而不是其他化学物质）有效和选择性地相互作用，这对于它们在化学多样化的世界中的应用至关重要。高结合亲和力可增强疗效、稳定性和响应性，而特异性可最大限度地减少脱靶效应和假阳性，使这两个属性在实际应用中至关重要。然而有研究发现适配体的特异性和亲和力是独立的属性，其之间没有相关性，高亲和力不一定能转化为高特异性。传统的实验方法通过施加筛选压力来淘筛高亲和力核酸适配体并使用反向筛选来减少非靶结合以提高特异性。然而，核酸适配体的靶标特异性表征仍仅局限在靶标类似物和实验对照品。在化学空间内系统性地检索核酸适配体的结合剂（即靶标）对揭示核酸适配体的功能多样性和增强靶标特异性具有重要意义，是传统实验方法难以完成的。
为解决这一问题，我们构建了基于结构的、三阶段虚拟筛选计算框架旨在寻找核酸适配体的高亲和力靶标。结果表明，L-精氨酰胺（L-Arm）适配体对R55的亲和力比L-Arm高出31倍，而胍乙啶和ZINC10314005展示了与L-Arm相当的亲和力；诺氟沙星和双氟沙星对赭曲霉毒素A（OTA）适配体OBA3的亲和力比OTA高出10倍。此外还发现，结合口袋的突变可以选择性地调控核酸适配体的靶标特异性。这项研究验证了相关计算框架在适配体靶标发现中的有效性，拓展了人们对核酸适配体靶标结合多样性的认识。该研究构建了核酸适配体潜在靶标发现的计算策略，揭示了适配体靶标多样性结构基础，为核酸适配体的开发和利用带来了新的思路。
复旦大学周庆同教授、中国科学院基础医学与肿瘤研究所张铮博士、新葡萄8883国际官网生工学院高玲助理研究员、上海交通大学药学院李冠毅硕士为论文的共同第一作者；复旦大学周庆同教授、王明伟教授、中国科学院基础医学与肿瘤研究所罗昭锋研究员、新葡萄8883国际官网夏小乐教授为论文的共同通讯作者。上述研究得到了STI2030重大项目（2021ZD0203400）、国家自然科学基金（21704064）、浙江省重点研发项目（2023C03043）、浙江省尖兵领雁研发项目（2023SDYXS0002）、国家重点研发计划（2021YFA0910200）以及高等学校学科人才引进计划（No.111-2-06）等项目资助。
近年来夏小乐教授在生物大分子元件改造及食品健康领域的应用取得了丰硕成果，相关研究发表在Nature Communications（2025）、Trends in Food Science & Technology (2024，2020), Biotechnology Advances (2024), Biosensors and Bioelectronics (2022), Food Hydrocolloids (2024,2023), Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2022), Food Chemistry (2023), Journal of Agricultural and Food Chemistry (2024,2023,2022)等本领域权威期刊。
