Cząsteczka affibody

Cząsteczki przylegające to małe, wytrzymałe białka zaprojektowane tak, aby wiązać się z dużą liczbą docelowych białek lub peptydów z wysokim powinowactwem, imitując przeciwciała monoklonalne , a zatem należą do rodziny mimetyków przeciwciał . Cząsteczki affibody są wykorzystywane w badaniach biochemicznych i są opracowywane jako potencjalne nowe leki biofarmaceutyczne. Cząsteczki te można wykorzystać do rozpoznawania molekularnego w zastosowaniach diagnostycznych i terapeutycznych.

Rozwój

Podobnie jak w przypadku innych mimetyków przeciwciał, pomysł leżący u podstaw opracowania cząsteczki Affibody polegał na zastosowaniu kombinatorycznej metody inżynierii białek na małym i wytrzymałym rusztowaniu białkowym. Celem było wygenerowanie nowych substancji wiążących zdolnych do swoistego wiązania się z różnymi białkami docelowymi z prawie dobrym powinowactwem, przy jednoczesnym zachowaniu korzystnych właściwości fałdowania i stabilności oraz łatwości bakteryjnej ekspresji macierzystej cząsteczki.

Oryginalne rusztowanie białkowe Affibody zostało zaprojektowane w oparciu o domenę Z ( domena wiążąca immunoglobulinę G ) białka A. Cząsteczki te stanowią nowo opracowaną klasę białek rusztowania pochodzących z randomizacji 13 aminokwasów zlokalizowanych w dwóch helisach alfa zaangażowanych w aktywność wiązania macierzystej domeny białkowej. Ostatnio aminokwasy poza powierzchnią wiążącą zostały zastąpione w rusztowaniu, aby stworzyć powierzchnię całkowicie odmienną od domeny białka A przodka.

W przeciwieństwie do przeciwciał , cząsteczki Affibody składają się z helis alfa i nie mają mostków dwusiarczkowych . Macierzysta struktura wiązki trzech helis jest obecnie najszybciej składającą się znaną strukturą białkową. Specyficzne cząsteczki Affibody wiążące pożądane białko docelowe można „wyłowić” z puli (bibliotek) zawierających miliardy różnych wariantów, wykorzystując prezentację fagową .

Produkcja

Cząsteczki przylegające są oparte na domenie wiązki trzech helis, która może ulegać ekspresji w rozpuszczalnych i stabilnych proteolitycznie formach w różnych komórkach gospodarza samodzielnie lub poprzez fuzję z innymi partnerami białkowymi.

Tolerują modyfikacje i niezależnie się fałdują po włączeniu do białek fuzyjnych . Udowodniono, że fuzje głowa-ogon cząsteczek Affibody o tej samej specyficzności dają zachłanności w wiązaniu celu, a fuzja głowa-ogon cząsteczek Affibody o różnych specyficznościach umożliwia uzyskanie bi- lub wieloswoistych białek powinowactwa. Fuzje z innymi białkami można również tworzyć genetycznie lub przez spontaniczne wiązań izopeptydowych . Miejsce koniugacji specyficznej dla miejsca jest ułatwione przez wprowadzenie pojedynczej cysteiny w żądanej pozycji, dlatego to zmodyfikowane białko może być użyte do koniugacji z radionuklidami , takimi jak technet-99m i ind-111, w celu wizualizacji guzów z nadekspresją receptora.

Szereg różnych cząsteczek Affibody zostało wyprodukowanych w drodze syntezy chemicznej . Ponieważ nie zawierają cystein ani mostków dwusiarczkowych, fałdują się spontanicznie i odwracalnie do właściwych struktur trójwymiarowych, gdy grupy zabezpieczające zostaną usunięte po syntezie. W niektórych badaniach stosowano temperatury powyżej temperatury topnienia, przy zachowaniu właściwości wiążących po powrocie do warunków otoczenia. Wytworzono również warianty usieciowane.

Nieruchomości

Cząsteczka Affibody składa się z trzech helis alfa z 58 aminokwasami i ma masę molową około 6 kDa . Dla porównania przeciwciało monoklonalne ma masę 150 kDa, a przeciwciało jednodomenowe , najmniejszy typ fragmentu przeciwciała wiążącego antygen, ma masę 12–15 kDa.

Wykazano, że cząsteczki affibody wytrzymują wysokie temperatury (90 ° C (194 ° F)) lub warunki kwasowe i zasadowe (odpowiednio pH 2,5 lub pH 11).

Substancje wiążące o powinowactwie od poniżej nanomolowego uzyskano z selekcji bibliotek natywnych, a substancje wiążące o powinowactwie pikomolowym uzyskano po dojrzewaniu powinowactwa. Ciała przylegające sprzężone ze słabymi elektrofilami wiążą swoje cele kowalencyjnie. Połączenie niewielkich rozmiarów, łatwości inżynierii, wysokiego powinowactwa i specyficzności sprawia, że ​​cząsteczki Affibody są odpowiednią alternatywą jako przeciwciała monoklonalne zarówno do obrazowania molekularnego, jak i do zastosowań terapeutycznych, zwłaszcza w nowotworach z nadekspresją receptorów. Białka te charakteryzują się dużą szybkością wynaczynienia i szybkim usuwaniem niezwiązanego znacznika z krążenia, jak również innych niespecyficznych kompartmentów, w porównaniu z przeciwciałami i ich fragmentami

Aplikacje

Cząsteczki Affibody mogą być wykorzystywane do oczyszczania białek , hamowania enzymów , odczynników badawczych do wychwytywania i wykrywania białek, obrazowania diagnostycznego i terapii celowanej . Cząsteczka Affibody drugiej generacji, ABY-025, wiąże się selektywnie z receptorami HER2 z powinowactwem pikomolowym. Te cząsteczki Affibody są w fazie rozwoju klinicznego do diagnostyki nowotworów. Cząsteczka anty-HER2 Affibody, połączona z domeną wiążącą albuminę (ABD), oznaczona jako ABY-027, wyznakowana lutetem-177 zapewniła zmniejszenie wychwytu radioaktywności przez nerki i wątrobę u ksenoprzeszczepów myszy. Ostatnio z powodzeniem zastosowano anty-ZEGFR Affibody ZEGFR:2377 znakowane technetem-99m do wizualizacji guza wykazującego ekspresję ZEGR również w ksenoprzeszczepach myszy.

Linki zewnętrzne

• Affibody: Oficjalna strona główna