N1-Метилпсевдуридин
![]() | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
5-[(2S , 3R , 4S , 5R ) -3,4-дигидрокси-5-(гидроксиметил)оксолан-2-ил]-1-метилпиримидин-2,4-дион
| |
Другие имена
1-метилпсевдоуридин; m1Ψ
| |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
С 10 Н 14 Н 2 О 6 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
N1-Метилпсевдуридин (сокращенно m1Ψ ) представляет собой природный архей компонент тРНК , [ 1 ] и «гипермодифицированный» пиримидиннуклеозид , используемый в биохимии и молекулярной биологии для транскрипции in vitro и обнаруженный в SARS-CoV-2 мРНК -вакцинах тозинамеран ( Pfizer – BioNTech ) и элазомеран ( Moderna ). [ 2 ]
Характеристики
[ редактировать ]N1-Метилпсевдоуридин представляет собой метилированное производное псевдоуридина . Он используется для транскрипции in vitro и для производства РНК-вакцин. [ 3 ] [ 4 ] У позвоночных он стимулирует значительно меньшую активацию врожденного иммунного ответа по сравнению с уридином . [ 5 ] хотя перевод сильнее. [ 6 ] [ 7 ] В биосинтезе белка он читается как уридин и обеспечивает сравнительно высокий выход белка. [ 7 ] [ 8 ] Сам нуклеозид может быть получен химическим метилированием псевдоуридина. [ 9 ]
Хотя псевдоуридин может образовывать колебательные пары с основаниями, отличными от А, [ 10 ] Работа по изучению вакцин modRNA против COVID-19, в которых все уридины заменены на N1-метилпсевдуридин, демонстрирует достоверное производство белка. [ 11 ]
Более поздняя работа Малруни и его коллег выявила, что N1-метилпсевдуридин может вызывать скользкие последовательности, которые способствуют сдвигу рамки рибосомы. [ 12 ] Эту проблему легко исправить, заменив скользкие последовательности синонимичными кодонами. Сдвиг рамки, как известно, не способствует каким-либо проблемам безопасности в отношении существующих мРНК-вакцин, и не было показано, что он ограничивает их эффективность. В работе Малруни и его коллег мыши, иммунизированные вакциной Bnt162b2 (Pfizer-BioNTech), демонстрируют больший ответ Т-клеток против белка с шипами в рамке считывания, чем мыши, получавшие Vaxzevria (Oxford-AstraZeneca), несмотря на то, что последние не демонстрируют значимого образования последовательностей со сдвигом рамки считывания. . У людей-доноров степень узнавания пептидов со сдвигом рамки считывания Т-клетками сильно различается, что позволяет предположить, что степень, в которой происходит сдвиг рамки считывания, также может сильно различаться. Важно отметить, что продукты со сдвигом рамки считывания представляют собой редкие, но четко определенные события в производстве белка, в том числе при вирусных инфекциях, и могут вызывать последовательности, на которые может воздействовать иммунная система. [ 13 ] [ 14 ] Более того, несмотря на значительные различия на уровне нуклеотидных последовательностей между вакцинами против COVID-19 от Pfizer/BioNTech и Moderna, [ 15 ] профиль безопасности обеих вакцин сопоставим, [ 16 ] выдвигая доводы против какого-либо значимого влияния сдвига рамки на профиль безопасности вакцин.
История
[ редактировать ]В 2016 году был опубликован протокол крупномасштабного синтеза нуклеозидтрифосфата из рибонуклеозида . [ 17 ]
В 2017–2018 годах его испытывали в вакцинах против Зика , [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] ВИЧ-1 , [ 20 ] грипп , [ 20 ] и Эбола . [ 21 ] [ 2 ] : 5
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вурм Дж.П., Гриз М., Бахр У., Хелд М., Хекель А., Карас М. и др. (март 2012 г.). «Идентификация фермента, ответственного за N1-метилирование псевдоуридина 54 в тРНК архей» . РНК . 18 (3): 412–420. дои : 10.1261/rna.028498.111 . ПМК 3285930 . ПМИД 22274954 .
Напротив, у большинства архей это положение занято другим гипермодифицированным нуклеотидом — изостерическим N1-метилированным псевдоуридином.
- ^ Jump up to: а б Мораис П., Адачи Х., Ю.Т. (04.11.2021). «Критический вклад псевдоуридина в мРНК вакцин против COVID-19» . Границы клеточной биологии и биологии развития . 9 : 789427. doi : 10.3389/fcell.2021.789427 . ПМК 8600071 . ПМИД 34805188 .
- ^ Кнудсон С.Дж., Алвес-Пейшото П., Мурамацу Х., Стотсбери С., Тан Л., Лин П.Дж. и др. (сентябрь 2021 г.). «МРНК-вакцины, инкапсулированные в липидные наночастицы, индуцируют защитные Т-клетки памяти CD8 против смертельной вирусной инфекции» . Молекулярная терапия . 29 (9): 2769–2781. дои : 10.1016/j.ymthe.2021.05.011 . ПМЦ 8417516 . ПМИД 33992803 .
- ^ Криенке С., Колб Л., Дикен Э., Штрайбер М., Кирхгоф С., Букур Т. и др. (январь 2021 г.). «Невоспалительная мРНК-вакцина для лечения экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита». Наука . 371 (6525): 145–153. Бибкод : 2021Sci...371..145K . дои : 10.1126/science.aay3638 . ПМИД 33414215 . S2CID 231138578 .
- ^ Нельсон Дж., Соренсен Э.В., Минтри С., Рабидо А.Е., Чжэн В., Басин Г. и др. (июнь 2020 г.). «Влияние химии мРНК и процесса производства на активацию врожденного иммунитета» . Достижения науки . 6 (26): eaaz6893. Бибкод : 2020SciA.... 6.6893N дои : 10.1126/sciadv.aaz6893 . ПМЦ 7314518 . ПМИД 32637598 .
- ^ Андрис О., Мак Кафферти С., Де Смедт С.К., Вайс Р., Сандерс Н.Н., Китада Т. (ноябрь 2015 г.). «МРНК, включенная в N(1)-метилпсевдуридин, превосходит мРНК, включенную в псевдоуридин, обеспечивая повышенную экспрессию белка и снижение иммуногенности в клеточных линиях млекопитающих и мышах» . Журнал контролируемого выпуска . 217 : 337–344. дои : 10.1016/j.jconrel.2015.08.051 . hdl : 1854/LU-6993270 . ПМИД 26342664 .
- ^ Jump up to: а б Свиткин Ю.В., Ченг Ю.М., Чакраборти Т., Пресняк В., Джон М., Соненберг Н. (июнь 2017 г.). «N1-метилпсевдуридин в мРНК усиливает трансляцию посредством eIF2α-зависимых и независимых механизмов за счет увеличения плотности рибосом» . Исследования нуклеиновых кислот . 45 (10): 6023–6036. дои : 10.1093/нар/gkx135 . ПМЦ 5449617 . ПМИД 28334758 .
- ^ Парр С.Дж., Вада С., Котаке К., Камеда С., Мацуура С., Сакашита С. и др. (апрель 2020 г.). «Замена N 1-метилпсевдуридина повышает эффективность синтетических переключателей мРНК в клетках» . Исследования нуклеиновых кислот . 48 (6): е35. дои : 10.1093/nar/gkaa070 . ПМК 7102939 . ПМИД 32090264 .
- ^ Эрл Р.А., Таунсенд Л.Б. (июнь 1977 г.). «Химический синтез нуклеозида 1-метилпсевдуридина». Журнал гетероциклической химии . 14 (4): 699–700. дои : 10.1002/jhet.5570140437 .
- ^ Киржек Э., Мальговска М., Лисовец Дж., Тернер Д.Х., Гданец З., Киржек Р. (март 2014 г.). «Вклад псевдоуридина в стабильность и структуру РНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (5): 3492–3501. дои : 10.1093/нар/gkt1330 . ПМЦ 3950712 . ПМИД 24369424 .
- ^ Ким, Кьюсик К.; Бургуте, Бхагьяшри Д.; Цзенг, Шин-Ченг; Цзин, Кристал; Юнгерс, Кортни; Чжан, Джунья; Ян, Ливэй Л.; Виерстра, Ричард Д.; Джуранович, Сергей; Эванс, Брэдли С.; Захер, Хани С. (30 августа 2022 г.). «N1-метилпсевдуридин, обнаруженный в мРНК-вакцинах против COVID-19, производит верные белковые продукты» . Отчеты по ячейкам . 40 (9): 111300. doi : 10.1016/j.celrep.2022.111300 . ISSN 2211-1247 . ПМЦ 9376333 . ПМИД 35988540 .
- ^ Малруни, Томас Э.; Пойри, Туйя; Ям-Пук, Хуан Карлос; Руст, Мария; Харви, Роберт Ф.; Кальмар, Лайош; Хорнер, Эмили; Бут, Люси; Феррейра, Александр П.; Стоунли, Марк; Саваркар, Ритвик; Ментцер, Александр Дж.; Лилли, Кэтрин С.; Смейлс, К. Марк; фон дер Хаар, Тобиас (06 декабря 2023 г.). «N1-метилпсевдоуридилирование мРНК вызывает сдвиг рамки рибосомы на +1» . Природа . 625 (7993): 189–194. дои : 10.1038/s41586-023-06800-3 . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 10764286 . ПМИД 38057663 .
- ^ Хоган, Майкл Дж.; Махешвари, Никита; Бегг, Бриджит Э.; Никастри, Анналиса; Хеджепет, Эмма Дж.; Мурамацу, Хироми; Парди, Норберт; Миллер, Майкл А.; Рейли, Шанель П.; Броссе, Лоран; Линч, Кристен В.; Тернетт, Никола; Эйзенлор, Лоуренс К. (ноябрь 2023 г.). «Загадочный эпитоп MHC-E гриппа вызывает мощный цитолитический Т-клеточный ответ» . Природная иммунология . 24 (11): 1933–1946. дои : 10.1038/s41590-023-01644-5 . ISSN 1529-2916 . ПМИД 37828378 . S2CID 260829874 .
- ^ Долан, Брайан П.; Ли, Лили; Такеда, Кадзуё; Беннинк, Джек Р.; Юделл, Джонатан В. (1 февраля 2010 г.). «Дефектные рибосомальные продукты являются основным источником антигенных пептидов, эндогенно образующихся из нейраминидазы вируса гриппа А» . Журнал иммунологии . 184 (3): 1419–1424. doi : 10.4049/jimmunol.0901907 . ISSN 0022-1767 . ПМК 2940057 . ПМИД 20038640 .
- ^ Чжан, Личжоу; Подробнее, Кунал Р.; Оджа, Амрита; Джексон, Коди Б.; Куинлан, Брайан Д.; Ли, Хао; Он, Вэньхуэй; Фарзан, Майкл; Парди, Норберт; Чхве, Хёрён (11 октября 2023 г.). «Влияние компонентов мРНК-ЛНП двух вакцин против COVID-19, имеющихся на мировом рынке, на эффективность и стабильность» . НПЖ Вакцины . 8 (1): 156. дои : 10.1038/s41541-023-00751-6 . ISSN 2059-0105 . ПМЦ 10567765 . ПМИД 37821446 .
- ^ Дикерман, Барбра А.; Маденчи, Арин Л.; Герловин, Ханна; Курганский, Кэтрин Э.; Уайз, Джессика К.; Фигероа Муньис, Майкл Дж.; Феролито, Брайан Р.; Ганьон, Дэвид Р.; Газиано, Дж. Майкл; Чо, Келли; Касас, Джон П.; Эрнан, Мигель А. (01 июля 2022 г.). «Сравнительная безопасность вакцин BNT162b2 и мРНК-1273 в общенациональной группе ветеранов США» . JAMA Внутренняя медицина . 182 (7): 739–746. doi : 10.1001/jamainternmed.2022.2109 . ISSN 2168-6106 . ПМЦ 9194743 . ПМИД 35696161 .
- ^ Шанмугасундарам М., Сентилвелан А., Коре А.Р. (декабрь 2016 г.). «Граммовый химический синтез модифицированных основаниями рибонуклеозид-5'-О-трифосфатов». Современные протоколы химии нуклеиновых кислот . 67 : 13.15.1–13.15.10. дои : 10.1002/cpnc.20 . ПМИД 27911496 . S2CID 5143935 .
- ^ Парди Н., Хоган М.Дж., Пелк Р.С., Мурамацу Х., Андерсен Х., ДеМасо Ч.Р. и др. (март 2017 г.). «Защита от вируса Зика с помощью однократной вакцинации мРНК с модифицированной нуклеозидами низкой дозой» . Природа . 543 (7644): 248–251. Бибкод : 2017Natur.543..248P . дои : 10.1038/nature21428 . ПМК 5344708 . ПМИД 28151488 .
мы разработали мощную вакцину против ZIKV… содержащую модифицированный нуклеозид 1-метилпсевдоуридин (m1Ψ)
- ^ Ричнер Дж.М., Химансу С., Дауд К.А., Батлер С.Л., Салазар В., Фокс Дж.М. и др. (март 2017 г.). «Вакцины с модифицированной мРНК защищают от инфекции вируса Зика» . Клетка . 168 (6): 1114–1125.e10. дои : 10.1016/j.cell.2017.02.017 . ПМЦ 5388441 . ПМИД 28222903 .
Была синтезирована мРНК… где UTP был заменен на 1-метилпсевдоUTP.
- ^ Jump up to: а б с Парди Н., Хоган М.Дж., Нарадикян М.С., Паркхаус К., Кейн Д.В., Джонс Л. и др. (июнь 2018 г.). «Нуклеозид-модифицированные мРНК-вакцины индуцируют мощные реакции Т-фолликулярных хелперов и В-клеточных ответов зародышевого центра» . Журнал экспериментальной медицины . 215 (6): 1571–1588. дои : 10.1084/jem.20171450 . ПМЦ 5987916 . ПМИД 29739835 .
В этом исследовании мы характеризуем иммуногенность трех вакцин, состоящих из m1Ψ-модифицированных, FPLC-очищенных мРНК-LNP, кодирующих оболочку ВИЧ-1 (Env), ZIKV prM-E и гемагглютинина вируса гриппа (HA).
- ^ Мейер М, Хуанг Э, Южаков О, Раманатан П, Чиарамелла Г, Букреев А (январь 2018 г.). «Модифицированные вакцины на основе мРНК вызывают устойчивые иммунные реакции и защищают морских свинок от болезни, вызванной вирусом Эбола» . Журнал инфекционных болезней . 217 (3): 451–455. дои : 10.1093/infdis/jix592 . ПМЦ 5853918 . ПМИД 29281112 .
Были синтезированы две мРНК-вакцины... в которых УТФ были заменены на 1-метилпсевдоУТФ.