ciało alfa

Alphabodies , znane również jako Cell-Penetrating Alphabodies lub w skrócie CPAB , to małe białka o masie 10 kDa , zaprojektowane tak, aby wiązały się z różnymi antygenami . Pomimo swojej nazwy nie są one strukturalnie podobne do przeciwciał , co czyni je rodzajem mimetyków przeciwciał . Ciała alfa różnią się od wielu innych mimetyków przeciwciał zdolnością do docierania do wewnątrzkomórkowych celów białkowych i wiązania się z nimi. Ich jednołańcuchowa alfa-helikalna struktura została zaprojektowana przez modelowanie komputerowe, inspirowane naturalnie istniejącymi typu coiled-coil . Ciała alfa są opracowywane przez belgijską firmę biotechnologiczną Complix NV jako potencjalne nowe leki farmaceutyczne przeciwko rakowi i chorobom autoimmunologicznym . W 2012 roku podpisano umowę o współpracy z Monsanto w celu opracowania technologii również do zastosowań rolniczych .

Struktura 3D rusztowania ciała alfa, przedstawiająca pojedynczy łańcuch, zwiniętą spiralę z potrójną helisą. ( WPB 4OG9 )

Rozwój

Ciała alfa są opracowywane jako rusztowania z zestawem reszt aminokwasowych , które można modyfikować w celu wiązania docelowych białek, przy jednoczesnym zachowaniu prawidłowego fałdowania i termostabilności .

Rusztowanie Alphabody zostało zaprojektowane obliczeniowo w oparciu o struktury typu coiled-coil, ale nie ma znanego odpowiednika w naturze. Początkowo rusztowanie składało się z trzech peptydów , które łączyły się niekowalencyjnie , tworząc równoległy trimer typu coiled-coil . Jednak rusztowanie zostało później przeprojektowane jako pojedynczy łańcuch peptydowy zawierający trzy α-helisy połączone regionami łącznikowymi. Nowa struktura pozwala na stężenia i efektywne kosztowo skalowanie w bakteryjnych systemach ekspresyjnych .

Trzy helisy α (A, B i C) zostały zaprojektowane tak, aby pozostały stabilne nawet po modyfikacji niektórych reszt. Reszty w rowku między helisami A i C można modyfikować, aby wiązać wypukłe cele, podczas gdy reszty na zewnątrz helisy C można modyfikować, aby wiązać wklęsłe cele białkowe. Obecnie istnieją 3 biblioteki zawierające od 1,0 do 1,7 x 108 odmian, z których każda może być przeszukiwana przy użyciu prezentacji fagowej pod kątem powinowactwa do celu.

Struktura

Dane dotyczące denaturacji ciała alfa porównujące stabilność okrojonego ciała alfa z rusztowaniem referencyjnym

Standard

Standardowe rusztowanie Alphabody zawiera trzy α-helisy, złożone z czterech heptadowych powtórzeń (odcinki po 7 reszt), każda, połączonych łącznikami bogatymi w glicynę / serynę . Standardowa sekwencja heptad to „IAAIQKQ”. Alaniny są związane z tworzeniem α-helisy, podczas gdy wiadomo, że izoleucyny indukują tworzenie zwojów. Specyficzne reszty na helisach A i C można modyfikować, aby wiązać cele, ale tylko warianty, które zachowują termostabilność, są wykorzystywane do dalszych badań.

W szczególności referencyjna struktura rusztowania to N–HRS1–L1–HRS2–L2–HRS3–C.

HRS = IEEIQKQIAAIQKQIAAIQKQIYRM; L = TGGSGGGSGGGSGGGSGMS

konformacjach równoległych lub antyrównoległych , ale eksperymenty sugerują, że występuje tylko fałdowanie antyrównoległe.

Wersja okrojona

Wariant rusztowania Alphabody z krótszymi łącznikami można wytworzyć bez utraty termostabilności. Jednak zmniejszenie liczby powtórzeń heptad na α-helisę zmniejsza termostabilność ciała alfa o około 40 ° C.

Nieruchomości

Dane denaturacji ciała alfa z eksperymentów z dichroizmem kołowym

Ciała alfa mają niską masę cząsteczkową (~10 kDa) i bardzo wysoką termostabilność (Tm = ~120 °C). Co więcej, z dichroizmem kołowym sugerują, że ciała alfa mogą się prawidłowo fałdować po denaturacji . Te właściwości pozwalają na podawanie leków opartych na Alphabody w inny sposób niż iniekcja. Sprawiają również, że cząsteczka jest wystarczająco stabilna, aby umożliwić modyfikację reszt na samym rusztowaniu – a nie tylko w regionach pętli – zwiększając możliwe zmiany i selektywność celu .

powinowactwo wiązania Alphabodies i zdolność do celowania zarówno w białka zewnątrzkomórkowe, jak i wewnątrzkomórkowe pozwala na ich wykorzystanie do osiągnięcia trudnych celów, których nie można leczyć przeciwciałami terapeutycznymi lub lekami małocząsteczkowymi .

Cele

Struktura 3D Alphabody w kompleksie z podjednostką p19 IL-23

Choroby autoimmunologiczne

Dalsze informacje: Interleukina 23

Alphabody CMPX-1023 został pomyślnie opracowany w celu ukierunkowania na podjednostkę p19 interleukiny 23 (IL-23) i od października 2011 r. rozpoczął badania przedkliniczne. W skrócie, IL-23 jest prozapalną cytokiną, która jest zaangażowana w autoimmunologiczne zapalenie choroby takie jak łuszczyca , reumatoidalne zapalenie stawów i choroba Leśniowskiego-Crohna . Dostępne są leki anty-IL-23, które działają nakierowane na p40 . Jednak podjednostka p40 jest również obecna w interleukinie 12 (IL-12) i powoduje poważne skutki uboczne , gdy jest antagonizowana , takie jak zwiększona podatność na infekcje.

Firma Complix NV wykorzystała prezentację fagową do stworzenia ciał alfa, które mogłyby wiązać IL-23, a następnie zastosowała kilka strategii dojrzewania powinowactwa , aby zwiększyć powinowactwo do poziomów poniżej nanomolowych. Ustalili, że zwiększone powinowactwo skutkowało zwiększonym funkcjonalnym hamowaniem IL-23 iw ten sposób wybrali 20 najsilniej wiążących się ciał alfa jako kandydatów na leki. Badania na myszach i krystalografia rentgenowska na IL-23 w kompleksie z Alphabody potwierdziły specyficzne wiązanie tylko z p19.

Rak

Stosując podobną strategię opracowywania leków, firma Complix NV opracowuje ciała alfa zdolne do wiązania celów wewnątrzkomórkowych w komórkach nowotworowych, które mogą indukować apoptozę . Według artykułu z 2012 roku, Complix odniósł pewien sukces:

„Wyniki te pokazują, że Alphabodies można zaprojektować tak, aby skutecznie wnikały do ​​ludzkich komórek i wiązały się z celami będącymi przedmiotem zainteresowania, umożliwiając im modulowanie wewnątrzkomórkowych interakcji białko-białko i indukowanie apoptozy w komórkach nowotworowych. Complix spodziewa się zgłosić dalsze przełomowe dane z tego badania. ważny program w ciągu 2012 roku”.

Finansowanie

Badania nad ciałami alfa swoistymi dla IL-23 były wspierane przez granty IWT-O&O, Uniwersytetu w Gandawie oraz fundacji Hercules (Belgia).

Complix NV jest finansowany przez akcjonariuszy Baekeland Fund, Biotech Fund Flanders , CRP-Santé, Edmond de Rothschild Investment Partners, Gemma Frisius Fund, Gimv , LRM, OMNES Capital, TrustCapital, Vesalius Biocapital i Vinnof.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alphabody&oldid=951695047 ”