Аффилин

Аффилины — искусственные белки, предназначенные для избирательного связывания антигенов . Аффилиновые белки структурно происходят из человеческого убиквитина (исторически также из кристаллина гамма-В ). Аффилиновые белки конструируют путем модификации экспонированных на поверхности аминокислот этих белков и выделяют с помощью методов отображения, таких как фаговый дисплей и скрининг. Они напоминают антитела по сродству и специфичности к антигенам, но не по структуре. ^{[ 1 ]} что делает их своего рода миметиками антител . Аффилин был разработан компанией Scil Proteins GmbH как потенциальные новые биофармацевтические препараты, средства диагностики и аффинные лиганды. ^{[ 2 ]}

Структура

Два белка, кристаллин гамма-В и убиквитин, были описаны как каркасы для белков аффилина. Определенные аминокислоты в этих белках могут быть заменены другими без потери структурной целостности. Этот процесс создает области, способные связывать различные антигены, в зависимости от того, какие аминокислоты заменяются. В обоих типах область связывания обычно расположена в структуре бета-листа . ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} тогда как связывающие области антител, называемые областями, определяющими комплементарность , представляют собой гибкие петли. ^{[ 4 ]}

На основе гамма-кристаллина

Исторически молекулы Аффилина были основаны на -кристаллинах — семействе белков, обнаруженных в хрусталике глаз позвоночных гамма , включая человека. Он состоит из двух идентичных доменов преимущественно бета-листной структуры и общей молекулярной массой около 20 кДа . ^{[ 5 ]} Восемь открытых на поверхности аминокислот 2, 4, 6, 15, 17, 19, 36 и 38 подходят для модификации. ^{[ 6 ]}

На основе убиквитина

Убиквитин , как следует из названия, представляет собой высококонсервативный белок, повсеместно встречающийся у эукариот . Он состоит из 76 аминокислот в трех с половиной витках альфа-спирали и пяти нитей, составляющих бета-лист. ^{[ 3 ]} Например, восемь открытых на поверхности заменяемых аминокислот 2, 4, 6, 62, 63, 64, 65 и 66 расположены в начале первой N-концевой бета-цепи (2, 4, 6), в вблизи начала С-концевой цепи и ведущей к ней петли (63–66). Полученные белки Affilin имеют массу около 10 кДа. ^{[ 7 ]}

Характеристики

Молекулярная масса белков Affilin на основе кристаллина и убиквитина составляет лишь одну восьмую или одну шестнадцатую массы антитела IgG соответственно. Это приводит к улучшению проницаемости тканей, термостабильности до 90 °C (195 °F) и устойчивости к протеазам, а также кислотам и основаниям . Последний позволяет белкам Аффилина проходить через кишечник , но, как и большинство белков, они не всасываются в кровоток. Почечный клиренс , еще одно следствие их небольшого размера, является причиной их короткого периода полувыведения из плазмы , что обычно является недостатком для потенциальных лекарств. ^{[ 1 ]}

Производство

Молекулярные библиотеки белков Аффилина создаются путем рандомизации наборов аминокислот методами мутагенеза . Замена выбранных аминокислот в потенциальном сайте связывания дает 19 ⁸ ≈ 17 000 000 000 возможных комбинаций (например: восемь аминокислот заменены 19 аминокислотами). Цистеин исключен из-за его способности образовывать дисульфидные связи . В белке Аффилин, содержащем, например, две модифицированные молекулы убиквитина, происходит обмен до 14 аминокислот, ^{[ 8 ]} в результате получается 8 × 10 ¹⁷ комбинации, но не все из них реализованы в данной библиотеке.

Следующим шагом является выбор белков Affilin, которые связывают нужный целевой белок. такие методы отображения, как фаговый дисплей или рибосомный дисплей С этой целью используются . Подходящие виды выделены и охарактеризованы физически, химически и фармакологически . Последующая димеризация или мультимеризация может увеличить период полувыведения из плазмы и, благодаря авидности , сродство к целевому белку. Альтернативно можно создать мультиспецифические молекулы аффилина, одновременно связывающие разные мишени. Радионуклиды или цитотоксины могут быть конъюгированы с белками аффилина, что делает их потенциальными средствами лечения и диагностики опухолей . Конъюгация цитокинов также была протестирована in vitro . ^{[ 9 ]}

Крупномасштабному производству белков Аффилина способствуют кишечная палочка и другие организмы, обычно используемые в биотехнологии. ^{[ 1 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эберсбах, Х.; Фидлер, Э.; Шойерманн, Т.; Фидлер, М.; Стаббс, Монтана; Рейманн, К.; Проецель, Г.; Рудольф Р.; Фидлер, У. (2007). «Аффилин – новые связывающие молекулы на основе человеческого γ-B-кристаллина, полностью β-листового белка». Журнал молекулярной биологии . 372 (1): 172–185. дои : 10.1016/j.jmb.2007.06.045 . ПМИД 17628592 .
^ Привет, Т.; Фидлер, Э.; Рудольф Р.; Фидлер, М. (2005). «Искусственные, не связывающие антитела белки для фармацевтического и промышленного применения». Тенденции в биотехнологии . 23 (10): 514–22. дои : 10.1016/j.tibtech.2005.07.007 . ПМИД 16054718 .
^ Jump up to: ^а ^б Виджай-Кумар, С.; Багг, CE; Кук, WJ (1987). «Структура убиквитина уточнена с разрешением 1,8». Журнал молекулярной биологии . 194 (3): 531–544. дои : 10.1016/0022-2836(87)90679-6 . ПМИД 3041007 .
^ Аббас А.К. и Лихтман А.Х. (2003). Клеточная и молекулярная иммунология (5-е изд.). Сондерс, Филадельфия. ISBN 0-7216-0008-5 .
^ Йенике, Р.; Слингсби, К. (2001). «Кристаллины хрусталика и их микробные гомологи: структура, стабильность и функции». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 36 (5): 435–99. дои : 10.1080/20014091074237 . ПМИД 11724156 .
^ WO 0104144 Изготовление бета-пластинчатых белков со специфическими связывающими свойствами. Фидлер, Ю.; Рудольф Р. Дата публикации: 18 января 2001 г.
^ WO 2006040129 Белковые конъюгаты для применения в терапии, диагностике и хроматографии. Фидлер, Э.; Эберсбахер, Х.; Привет, Т.; Фидлер, У. / Scil Proteins GmbH. Дата публикации: 20 апреля 2006 г.
^ «Аффилиновый эшафот» . Scil-белки . Проверено 29 июля 2010 г.
^ «Аффилиновые конъюгаты» . Scil-белки . Проверено 29 июля 2010 г.

Внешние ссылки

Scil Proteins , разработчик

[Ebersbach-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эберсбах, Х.; Фидлер, Э.; Шойерманн, Т.; Фидлер, М.; Стаббс, Монтана; Рейманн, К.; Проецель, Г.; Рудольф Р.; Фидлер, У. (2007). «Аффилин – новые связывающие молекулы на основе человеческого γ-B-кристаллина, полностью β-листового белка». Журнал молекулярной биологии . 372 (1): 172–185. дои : 10.1016/j.jmb.2007.06.045 . ПМИД 17628592 .

[2] Привет, Т.; Фидлер, Э.; Рудольф Р.; Фидлер, М. (2005). «Искусственные, не связывающие антитела белки для фармацевтического и промышленного применения». Тенденции в биотехнологии . 23 (10): 514–22. дои : 10.1016/j.tibtech.2005.07.007 . ПМИД 16054718 .

[Vijay-3] Jump up to: ^а ^б Виджай-Кумар, С.; Багг, CE; Кук, WJ (1987). «Структура убиквитина уточнена с разрешением 1,8». Журнал молекулярной биологии . 194 (3): 531–544. дои : 10.1016/0022-2836(87)90679-6 . ПМИД 3041007 .

[4] Аббас А.К. и Лихтман А.Х. (2003). Клеточная и молекулярная иммунология (5-е изд.). Сондерс, Филадельфия. ISBN 0-7216-0008-5 .

[5] Йенике, Р.; Слингсби, К. (2001). «Кристаллины хрусталика и их микробные гомологи: структура, стабильность и функции». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 36 (5): 435–99. дои : 10.1080/20014091074237 . ПМИД 11724156 .

[6] WO 0104144 Изготовление бета-пластинчатых белков со специфическими связывающими свойствами. Фидлер, Ю.; Рудольф Р. Дата публикации: 18 января 2001 г.

[7] WO 2006040129 Белковые конъюгаты для применения в терапии, диагностике и хроматографии. Фидлер, Э.; Эберсбахер, Х.; Привет, Т.; Фидлер, У. / Scil Proteins GmbH. Дата публикации: 20 апреля 2006 г.

[8] «Аффилиновый эшафот» . Scil-белки . Проверено 29 июля 2010 г.

[9] «Аффилиновые конъюгаты» . Scil-белки . Проверено 29 июля 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

v т и Сконструированные моноклональные антитела и миметики антител
Цельное антитело	биспецифический Трехфункциональное антитело
Потрясающий фрагмент	F(ab') ₂ фрагмент / Fab' фрагмент биспецифический Химически связанный Fab
Переменный фрагмент	Одноцепочечный вариабельный фрагмент/di-scFv/tri-scFv Однодоменное антитело Малый модульный иммунофармацевтический биспецифический Активатор Т-клеток
Меньшие единицы	Микроантитело
Внутриклеточный	Внутритела
Миметики антител	Молекула аффитела Аффилин Аффимер Аффитин Альфатело Антикалин Авимер в DARP Пептид домена Кунитца Монокело наноЗАЖИМ