Abeceda - Alphabody - Wikipedia

Abecedy, také známý jako Buňky prostupující abecedy nebo CPAB zkráceně, jsou malé 10 kDa bílkoviny navržen tak, aby se váže na různé antigeny. Navzdory svému jménu nejsou strukturálně podobné protilátky, což z nich dělá typ protilátkové mimetikum. Abecedy se liší od mnoha jiných mimetik protilátek ve své schopnosti dosáhnout a vázat se na ně intracelulární proteinové cíle.[1] Jejich jednořetězcová alfa-šroubovicová struktura je navržena počítačovým modelováním inspirovaným přirozeně existující svinutá cívka proteinové struktury. Alphabetbody vyvíjí belgický biotechnologie společnost Complix N.V. jako potenciální nová farmaceutické léky proti rakovina a autoimunitní onemocnění.[2] V roce 2012 spolupráce dohoda byla podepsána s Monsanto vyvinout technologii pro zemědělský aplikace také.[3]

3D struktura lešení abecedy, zobrazující jediný řetěz, trojitý šroubovice, svinutý cívkový sklad. (PDB 4OG9 )

Rozvoj

Abecedy jsou vyvíjeny jako lešení se sadou aminokyselinové zbytky které mohou být modifikovány tak, aby vázaly proteinové cíle při zachování správného skládání a termostabilita.

Lešení Alphabody je výpočetně navrženo na základě struktur svinutých cívek, ale v přírodě nemá žádný známý protějšek. Zpočátku bylo lešení vyrobeno ze tří peptidy že spojené nekovalentně k vytvoření paralelní svinuté cívky zastřihovač.[4] Lešení však bylo později přepracováno jako jediný peptidový řetězec obsahující tři α-šroubovice propojeny regiony linkeru. Nová struktura umožňuje koncentrace - nezávislá montáž a nákladově efektivní měřítko v bakteriální expresní systémy.[1]

Tři a-šroubovice (A, B a C) byly navrženy tak, aby zůstaly stabilní, i když jsou některé zbytky modifikovány. Zbytky v drážce mezi šroubovicemi A a C mohou být upraveny tak, aby se vážily konvexní cíle, zatímco zbytky na vnější straně šroubovice C mohou být upraveny tak, aby se vážily konkávní proteinové cíle. V současné době existují 3 knihovny obsahující 1,0 až 1,7 × 108 varianty, z nichž každý může být promítán pomocí fágový displej pro cílovou afinitu.

Struktura

Data denaturace abecedy porovnávající zkrácenou stabilitu abecedy s referenčním lešením

Standard

Standardní lešení Alphabody obsahuje tři α-helixy, složené ze čtyř opakování heptad (úseky 7 zbytků), připojených přes glycin /serin - bohaté linkery. Standardní sekvence sedmiček je „IAAIQKQ“. Alaniny jsou spojeny s tvorbou α-šroubovice, zatímco isoleucinů je známo, že indukují tvorbu svinutých cívek.[5] Specifické zbytky na šroubovicích A a C lze upravit tak, aby vázaly cíle, ale pro další výzkum se používají pouze varianty, které si zachovávají termostabilitu.

Konkrétně je referenční strukturou lešení N – HRS1 – L1 – HRS2 – L2 – HRS3 – C.

HRS = IEEIQKQIAAIQKQIAAIQKQIYRM; L = TGGSGGGSGGGSGGGSGMS

Délka linkeru je dostatečně dlouhá, aby umožňovala skládání helixů paralelně nebo antiparalelně konformace, ale experimenty naznačují, že dochází pouze k antiparalelnímu skládání.[1]

Zkrácená verze

Variantu lešení Alphabody s kratšími linkery lze vyrobit bez ztráty termostability. Snížení počtu opakování heptadu na α-šroubovici však snižuje termostabilitu Alphabody přibližně o 40 ° C.

Vlastnosti

Data denaturace abecedy z experimentů s cirkulárním dichroismem

Abecedy mají nízkou molekulovou hmotnost (~ 10 kDa) a velmi vysokou termostabilitu (T.m = ~ 120 ° C). Navíc, kruhový dichroismus experimenty naznačují, že abecedy se mohou poté, co byly, znovu složit denaturovaný. Tyto vlastnosti umožňují podávání léků na bázi Alphabody jinými způsoby než injekcí.[6] Rovněž zajišťují, že molekula je dostatečně stabilní, aby umožnila modifikaci zbytků na samotném lešení - spíše než pouze oblasti smyčky - zvýšení možných variací a cílení selektivita.[1]

Abecedy jsou vysoké vazebná afinita a schopnost cílit na extracelulární i intracelulární proteiny umožňuje jejich použití k dosažení obtížných cílů, které nelze léčit terapeutickými protilátkami nebo malá molekula léky.

Cíle

3D struktura Alphabody v komplexu s podjednotkou IL-23 p19

Autoimunitní onemocnění

Další informace: Interleukin 23

Abeceda CMPX-1023 byl úspěšně vyvinut pro zacílení na podjednotku p19 Interleukin 23 (IL-23) a od října 2011 vstoupil do předklinických studií.[6][7] Stručně řečeno, IL-23 je a prozánětlivé cytokin který se podílí na autoimunitních zánětlivých onemocněních jako psoriáza, revmatoidní artritida a Crohnova nemoc.[8] K dispozici jsou anti-IL-23 léky, které fungují zaměřením na p40 podjednotka. Podjednotka p40 je však také přítomna v Interleukin 12 (IL-12) a způsobuje vážné vedlejší efekty když znepřátelil, jako je zvýšená náchylnost k infekci.

Společnost Complix N.V. použila fágový displej k vytvoření Alphabodies, které by mohly vázat IL-23, a poté použila několik afinitní zrání strategie ke zvýšení afinity k subnanomolárním úrovním. Zjistili, že zvýšená afinita vedla ke zvýšené funkční inhibici IL-23, a tak vybrali 20 nejsilnějších vazebných abeced jako kandidáty na léky. Myší studie a Rentgenová krystalografie studie IL-23 v komplexu s Alphabody potvrdily specifickou vazbu pouze na p19.

Rakovina

Pomocí podobné strategie vývoje léků vyvíjí společnost Complix N.V. Alphabody schopné vázat intracelulární cíle v rakovinných buňkách, které mohou indukovat apoptóza. Podle článku z roku 2012 společnost Complix dosáhla určitého úspěchu:

„Tyto výsledky ukazují, že abecedy mohou být navrženy tak, aby účinně vstupovaly do lidských buněk a vážily se na sledované cíle, což jim umožňuje modulovat intracelulární interakce protein-protein a indukovat apoptózu v rakovinných buňkách. Společnost Complix očekává, že z této zprávy ohlásí další průlomová data důležitý program v průběhu roku 2012. “[9]

Financování

Výzkum specifických abeced IL-23 byl podpořen granty od IWT-O & O, Gentská univerzita a Herkulesova nadace (Belgie).

Complix N.V. je financován z spravedlnost akcionáři Fond Baekeland, Flanderský fond pro biotechnologie CRP-Santé, Edmond de Rothschild Investment Partners, fond Gemma Frisius, Gimv, LRM, OMNES Capital, TrustCapital, Vesalius Biocapital a Vinnof.[10]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Desmet, J .; Verstraete, K .; Bloch, Y .; Lorent, E .; Wen, Y .; Devreese, B .; Vandenbroucke, K .; Loverix, S .; Hettmann, T .; Deroo, S .; Somers, K .; Henderikx, P .; Lasters, I .; Savvides, S.N. (5. února 2014). „Strukturální základ antagonismu IL-23 proteinovým skeletem Alphabody“. Příroda komunikace. 5: 5237. doi:10.1038 / ncomms6237. PMC  4220489. PMID  25354530.
  2. ^ „Complix - About Complix“. Complix. Archivovány od originál dne 14. února 2015. Citováno 9. března 2015.
  3. ^ Powers, K. „Společnosti Monsanto a Complix Nv podepsaly spolupráci na zavedení nových technologií do zemědělství“. Monsanto. Archivovány od originál dne 2. dubna 2015. Citováno 26. března 2015.
  4. ^ Desmet, J .; Lasters, I. (2010). „Nepřirozené proteinové lešení vyrobené ze tří nekovalentně asociovaných peptidů“. Patenty USA (US20100305304 A1).
  5. ^ Suzuki, K .; Hiroaki, H .; Kohda, D .; Tanaka, T. (1998). „Peptid isoleucinového zipu tvoří v roztoku nativní třívláknovou spirálovou cívku v roztoku“. Proteinové inženýrství. 11 (11): 1051–1055. doi:10.1093 / protein / 11.11.1051.
  6. ^ A b „Společnost Complix vybírá prvního kandidáta na vývoj Alphabody ™“. FlandersBio. 25. října 2011. Citováno 26. března 2015.
  7. ^ „CMPX-1023“. BioCentury BCIQ. Citováno 26. března 2015.
  8. ^ Benson, J.M .; Sachs, C .; Treacy, G .; Zhou, H .; Pendley, C.E .; Brodmerkel, C.M .; Shankar, G .; Mascelli, M.A. (2011). „Terapeutické cílení na cesty IL-12/23: tvorba a charakterizace ustekinumabu“. Nat. Biotechnol. 29 (7): 615–624. doi:10.1038 / nbt.1903. PMID  21747388.
  9. ^ „Complix 'Alphabody ™ Protein Therapeutics prokazuje aktivitu proti nezrušitelným cílům mimobuněčných i intracelulárních onemocnění“. PR Newswire. 26.dubna 2012. Citováno 26. března 2015.
  10. ^ „Complix NV zvyšuje v kole série 15,5 milionu dolarů“. ClinicaSpace. 26. června 2013. Citováno 26. března 2015.

externí odkazy