Saporyna
Saporin / . s æ p ə r ɪ n / jest białkiem przydatnym w zastosowaniach do badań biologicznych , zwłaszcza w badaniach zachowania Saporyna jest tak zwanym białkiem inaktywującym rybosomy (RIP), ze względu na swoją aktywność N-glikozydazy, z nasion Saponaria officinalis (nazwa zwyczajowa: mydlnica lekarska). Po raz pierwszy został opisany przez Fiorenzo Stirpe i jego współpracowników w 1983 roku w artykule ilustrującym niezwykłą stabilność białka.
Wśród RIP znajdują się jedne z najbardziej toksycznych znanych cząsteczek, w tym rycyna i abryna . Toksyny te zawierają drugą podjednostkę białkową, która wprowadza RIP do komórki , umożliwiając jej enzymatyczną inaktywację rybosomów, zatrzymując syntezę białek i powodując śmierć komórki, a ostatecznie śmierć ofiary. Saporyna nie ma łańcucha zdolnego do wprowadzenia jej do komórki. W ten sposób mydlnica i roślina mydlnicy są bezpieczne w obsłudze. Pomogło to w jego wykorzystaniu w badaniach.
Saporyna, jeśli otrzyma metodę wejścia do komórki, staje się bardzo silną toksyną, ponieważ jej aktywność enzymatyczna należy do najwyższych ze wszystkich RIP. Aktywność enzymatyczna RIP jest niezwykle specyficzna: pojedyncza adeninowa jest usuwana z rybosomalnego RNA dużej podjednostki rybosomu. To jest pięta achillesowa rybosomu; usunięcie tej zasady całkowicie hamuje zdolność tego rybosomu do udziału w syntezie białek. Grzybowa toksyna alfa-sarcyna przecina rybosomalny RNA w sąsiedniej podstawie, powodując również hamowanie syntezy białek.
Konwersja saporyny w toksynę została wykorzystana do stworzenia serii cząsteczek badawczych . Przyłączenie saporyny do czegoś, co dostanie się do komórki, przekształci ją w toksynę dla tej komórki. Jeśli środek jest specyficzny dla pojedynczego typu komórek, będąc przeciwciałem specyficznym dla jakiejś cząsteczki, która jest prezentowana tylko na powierzchni docelowego typu komórek, wówczas można usunąć określoną grupę komórek. Ma to wiele zastosowań, niektóre bardziej udane niż inne. Saporyna nie jest jedyną cząsteczką używaną w ten sposób; łańcuch enzymatyczny rycyny, żelonina RIP , łańcuch enzymatyczny Pseudomonas zastosowano również łańcuch enzymatyczny toksyny błonicy , ponownie z różnym powodzeniem.
Immunotoksyny składające się z przeciwciała monoklonalnego związanego z saporyną zostały opracowane i ocenione w formalnych badaniach klinicznych u pacjentów z białaczką i chłoniakiem w Wielkiej Brytanii i Niemczech. Wadą tych rodzajów immunotoksyn do użytku klinicznego jest ich stosunkowo wąskie okno terapeutyczne i związana z nimi potencjalnie zagrażająca życiu toksyczność przy poziomach dawek, które są terapeutyczne. W ciągu ostatnich 15 lat grupa badawcza dr Davida Flavella w Southampton General Hospital w Wielkiej Brytanii badali różne sposoby poprawy siły działania i poszerzenia okna terapeutycznego dla immunotoksyn opartych na saporynie, otwierając w ten sposób nowe możliwości dla tej klasy leków. Ostatnio wykazano, że saponiny (nie mylić z saporyną) z Gypsophila paniculata znacznie zwiększają immunotoksyny oparte na saporynie skierowane przeciwko ludzkim komórkom nowotworowym o kilka rzędów wielkości.
W ciągu ostatnich 15 lat, w badaniach rozpoczętych przez RG Wileya z Vanderbilt University , saporynę stosowano głównie do celowania w określone populacje neuronów u zwierząt laboratoryjnych i ich eliminowania. Pozwala to badaczowi obserwować zmiany behawioralne i powiązać je z populacjami neuronów, które zostały wyeliminowane. Na przykład eliminacja cholinergicznych neuronów podstawy przodomózgowia szczura przez toksynę utworzoną przez przyłączenie saporyny do przeciwciała, które przyłącza się, a następnie internalizuje tylko te neurony, stworzyła mimikę kluczowego wyniku choroby Alzheimera w ludziach. W ten sposób można zbadać poboczne skutki progresji choroby lub leków do interwencji. Opublikowano ponad 300 artykułów naukowych wykorzystujących saporynę do badania układu nerwowego i stworzono ponad 15 specyficznych toksyn.
Sukces saporinu wynika prawdopodobnie z jego stabilności. Santanche i in. ocenili właściwości fizyczne białka i doszli do wniosku, że „niezwykła odporność saporyny na denaturację i proteolizę sugeruje, że białko to jest idealnym kandydatem do zastosowań biotechnologicznych”.