โรคมาลาเรียเป็นโรคติดต่อที่ร้ายแรง เป็นปัญหาทางสาธารณสุขของโลก มียุงก้นปล่องเป็นพาหะ นำเชื้อพลาสโมเดียมมาสู่มนุษย์ ในแต่ละปีมีผู้ติดเชื้อนี้ เป็นจำนวนหลายร้อยล้านคน และมีการเสียชีวิตของผู้ป่วยมากกว่าล้านคนทั่วโลก การรักษาโรคมาลาเรียด้วยยาในกลุ่มอาร์ทีมิซินิน (artemisinin) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมาก สารนี้ได้จากสารสกัดจากต้น Artemisia annua มีกลุ่ม endoperoxide เป็นส่วนสำคัญในการแสดงฤทธิ์ แม้ว่ายังไม่พบว่าเชื้อมาลาเรียดื้อต่อยาในกลุ่มนี้ แต่การตอบสนองต่อยาลดลง และเวลาที่ใช้ในการกำจัดเชื้อนานขึ้น ทำให้สถานการณ์ของโรคน่าเป็นกังวลเป็นอย่างยิ่ง แม้ว่าจะมีความพยายามในการหากลไกการแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพของ artemisinin เพื่ออธิบายถึงความสามารถในการฆ่าเชื้อมาลาเรีย แต่ข้อมูลยังมีความสับสนและขัดแย้งกันอยู่มาก ความรู้ที่มีอยู่ในปัจจุบันคือ Fe(II) จะทำให้วง endoperoxide แตกออก เกิดเป็น free radical ที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยา แล้วเกิดปฎิกิริยา alkylation กับโมเลกุลเป้าหมายในเชื้อมาลาเรีย โครงการวิจัยนี้มีจุดประสงค์ที่จะศึกษาหาโมเลกุลเป้าหมายของ artemisinin โดยใช้เทคนิค chemical proteomics โดยนำ synthetic chemical probe ทำปฏิกิริยากับเชื้อมาลาเรียจากนั้นจึง conjugation กับ magnetic nanomaterials เพื่อแยก artemisinin-binding protein ออกจากโปรตีนส่วนใหญ่ที่ไม่ทำปฏิกิริยา chemical probe ที่ใช้ เป็นสารอนุพันธุ์ของ artemisone มีค่า IC50 ต่อเชื้อ Plasmodium falciparum K-1 (multi-drug resistance strain) ประมาณ 1 nM เมื่อนำ chemical probe นี้ไปทำปฏิกิริยากับเชื้อ P. falciparum ในระยะ late trophozoite/early schizont แล้วแยกออกด้วย magnetic nanobeads ผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค LC/tamdem mass spectrometry พบว่า chromatogram ที่ได้มีความแตกต่างจากชุดควบคุมอย่างชัดเจน เมื่อวิเคราะห์ผลที่ได้สามารถได้โปรตีนที่จับกับ artemisinin probe (artemisinin-binding protein) จำนวนประมาณ 10 ชนิด แม้ว่าจะยังไม่ทราบรายละเอียดการออกฤทธิ์ของ artemisinin อย่างชัดเจน ข้อมูลที่ได้เป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญ ที่จะนำไปสู่ความเข้าใจกลไกการออกฤทธิ์ของยา ในวงจรชีวิตที่ซับซ้อนของเชื้อมาลาเรีย นอกจากนี้การพัฒนาเทคนิคทางเคมีเชิงชีววิทยา (chemical biology) เพื่อศึกษากลไกการทำงานของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในระดับโมเลกุลได้มีความก้าวหน้า และมีความสำเร็จอย่างน่าพอใจ Malaria, one of the most serious infectious diseases, is a major public health problem. Female anopheles mosquitoes are a carrier for human malaria. Almost half of the world’s population is at risk with over a million deaths reported annually. Chemotherapy for malaria has become less effective due to drug-resistance problem except with artemisinin. However, with its prolonged parasitic clearance time, a serious concern for its resistance has been raised. Artemisinin (qinghaosu) is a bioactive sesquiterpene lactone isolated from the Chinese herb Artemisia annua. The endoperoxide moiety is critical for its potent antimalarial activity. It has been known that a cleavage of the endoperoxide by Fe(II) is necessary to generate reactive radical intermediates. Its exact mechanism of antimalarial action as well as its binding molecular receptors has remained elusive. The aim of this investigation was to identify biomolecules that interact with artemisinin that could become its potential molecular targets. Synthesis of artemisinin derivatives as reactive chemical probes led to an artemisone-typed compound with an IC50 of 1 nM against multi-drug resistance Plasmodium falciparum K-1 strain. This chosen chemical probe was incubated with parasite-infected red blood cells in the late trophozoite/early schizont stage. Upon the hemolysis, the parasite proteome was reacted with functionalized magnetic nanoparticles to enrich the reacted proteomes. Comparative MS chromatogram of the trypsinized peptide fragments with control experiments gave additional peaks of the enriched proteomic samples. Further de Novo sequencing results suggested about 10 artemisinin-binding proteins with good ranking scores. Among the identified protein, hemoglobin and SERCA have been known to interact with artemisinin but they are not directly related to its antimalarial action. Other molecules will be investigated for its relevance. Validation of these biomolecules as artemisinin’s molecular target will be further carried out and their biological relevance in the killing mechanism of artemisinin will be evaluated. Although the exact mechanism of action of artemisinin has yet to be confirmed, the information provided from this chemical biology investigation has narrowed down the list of its potential molecular targets. The information will be useful to malarial researchers and will greatly benefit the development of antimalarial chemotherapy.