什么是当前景观针对膜蛋白的抗体?
截至2022年6月,162抗体被批准用于世界上广泛的疾病,包括癌症、免疫相关疾病、传染病、血液疾病1。超过一半的目标膜蛋白,主要有大量细胞外蛋白质域和简单的跨膜域如酪氨酸激酶受体蛋白。只有两个目标复杂的跨膜蛋白,如G-protein-coupled受体(GPCRs)2。
已有和新兴的膜蛋白的抗体疗法的目标?
抗体建立目标包括跨膜蛋白表皮生长因子受体VEGFR2, FGFR2, HER2和复杂的膜蛋白CCR4和CGRPR。单克隆和双特异性抗体针对复杂的膜蛋白,如GPRC5D Claudins (Claudin 6和Claudin 18), SSTR2和趋化因子受体CXCR4显示成功的结果CAR-T细胞疗法在临床前和临床阶段。
为什么在药物开发膜蛋白重要?
膜蛋白占大约20%的人类蛋白质组和扮演重要角色等生物功能的蛋白质结扎、识别、交通、锚定、转导。突变蛋白质折叠或组装是人类疾病的主要原因包括癌症和心血管疾病3。膜蛋白约占60%的可能的药物靶点和是一个常数集中在制药和生物研究。因此,针对膜蛋白药物的开发具有重要的治疗价值在一个广泛的疾病。
的主要挑战是什么与复杂的膜蛋白表达和相关的解决方案是什么?
复杂的膜蛋白是重要的治疗性抗体的目标,但他们仍未得到充分利用,由于生产困难。三个关键挑战限制他们使用在药物开发和实验研究:1)低表达;2)不稳定的净化;3)困难保持天然的构象。
膜蛋白自然存在于低丰度和超表达的膜蛋白重组通常会导致聚合和低收益率与低功能。分离磷脂周围环境时,膜蛋白可能成为不溶性和显示活动或功能的丧失4。他们可怜的水溶解度也让它们困难在活的有机体内应用程序作为分泌蛋白质需要在水环境中扩散或循环。净化困难是由于膜的低丰度蛋白质和洗涤剂通常需要稳定在水环境中。此外,抗体必须认识到特定的抗原决定基的膜蛋白发生所需的绑定。由于膜蛋白是复杂的,可以表现出多种构象州,以适当的形式表达对antibody-antigen亲和力是至关重要的2。
为应对这些挑战,各种策略也已经被开发出来,包括使用洗涤剂,聚合物,配体或脂质提高蛋白质的稳定性和提取4。洗涤剂的选择很重要,通常需要一系列测试;有些强烈的洗涤剂非常有效地分离蛋白质构象的稳定性和损失为代价的抗原表位5。蛋白质可能很难检测,如果不能识别抗原表位的抗体。表位标记的夹杂物可以提高检测能力,但他们可能会破坏蛋白质折叠和功能4。
哪些技术可以用来表达这些难以产生跨膜蛋白吗?
传统上,膜蛋白表达的重组表达隔离使用洗涤剂紧随其后。净化膜蛋白的一个解决方案是使用清洁剂。两亲水脂分子亲水的头部和疏水的聚合,形成胶束,陷阱疏水分子,提取他们的膜(图1)。
另一个选项是nanodisc技术利用当绑定到磷脂跨膜蛋白保留他们的特征。封装的一种蛋白质在膜支架(MSP) nanodiscs要求之前与洗涤剂溶解4(图1 b)。使用styrene-maleic酸共聚物(SMA),膜蛋白可以从原核和真核表达系统中直接提取没有洗涤剂,保护蛋白质结构和功能(图1 c)。MSP nanodiscs相比,SMA nanodiscs也保持蛋白质的性质的优势保持周围的本地没有引入任何外源蛋白脂质。这使蛋白质结构和功能的研究类原生环境4。
第三个选项是使用病毒样颗粒(一种)纳米粒子自组装形成的病毒衣壳蛋白,一般100 - 300 nm直径。一种缺乏病毒遗传物质,不能自主复制,但保留穿透细胞的能力使他们适合各种应用程序6。在他们的表面,一种能够显示膜蛋白在自然和稳定构象(图1 d)。
图1所示。原理图的洗涤剂、nanodisc和车牌区域平台
嘉汉生物如何支持膜蛋白的发展?
中国的生物是一个制造高质量的多路跨膜蛋白产品的领导者。我们的三个HEK293表达式的平台,车牌区域、洗涤剂胶束和SMA-nanodisc平台,为早期药物开发生成优质原材料。大量的多路跨膜蛋白(例如,错过:Claudin-6, Claudin-9, claudin - 18.1,和claudin - 18.2;7-pass: GPRC5D,趋化因子受体CXCR4和SSTR2)可在股票容易支持相关研究。此外,嘉汉生物提供了自定义多程基于三个跨膜蛋白服务平台。服务工作流程包括以下步骤:1)基因合成和密码子优化;2)载体建设;3)半工业规模蛋白表达和纯化基于所选择的平台;4)大规模的表达和纯化。
每个跨膜蛋白平台有其独特的特性。车牌区域的优势、洗涤剂胶束和SMA-nanodisc平台总结在表1所示。
表1。车牌区域的优势、洗涤剂胶束和SMA-nanodisc平台
关于中国的生物
嘉汉生物成立于2007年,专注于重组蛋白抗体的生产和发展。总部在北京,中国,子公司在美国,德国,和日本,公司拥有超过900名员工,服务全球学术界和产业界的研究人员。中国生物工程的前沿bioreagents和合同研究服务行业,提供全面的高质量的重组蛋白和相应的抗体,以及定制开发和生产解决方案特别困难的项目。
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引用:
- https://doi.org/10.1093/abt/tbac021
- https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.11.013
- https://doi.org/10.1093/bib/bbaa132
- https://doi.org/10.1007/s40259 - 018 - 0289 - y
- https://doi.org/10.1038/s41598 - 020 - 73285 - 9
- https://doi.org/10.1186/s12951 - 021 - 00806 - 7
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