制造更好的酶和蛋白質(zhì)藥物
自然選擇導(dǎo)致蛋白質(zhì)序列僅可溶于實(shí)現(xiàn)其生理功能所需的水平。然而,在生物技術(shù)應(yīng)用中,我們需要這些蛋白質(zhì)存活的濃度比天然存在的濃度高1000倍,例如注射前注射器中的抗體藥物。此外,這些蛋白質(zhì)以高純度分離,因此不再依賴(lài)于所有生物體利用的分子伴侶的幫助來(lái)保持其蛋白質(zhì)的形狀。
結(jié)果,蛋白質(zhì)的生物技術(shù)和治療應(yīng)用經(jīng)常受到蛋白質(zhì)的天然溶解度與應(yīng)用要求之間的不匹配的阻礙或變得不可能。這提出了一個(gè)問(wèn)題,即天然蛋白質(zhì)序列的溶解度是否可以在不影響其預(yù)期功能的情況下得到改善 來(lái)自SWITCH實(shí)驗(yàn)室的Ashok Ganesan和Aleksandra Siekierska在Frederic Rousseau和Joost Schymkowits(VIB / KU Leuven)的指導(dǎo)下表明蛋白質(zhì)序列中聚集傾向區(qū)域(APR)的數(shù)量與其溶解度之間存在反相關(guān)性。 ,表明APR的突變抑制可以提供增加蛋白質(zhì)溶解度的簡(jiǎn)單策略。
Joost Schymkowitz(VIB / KU Leuven):'聚集是您想要用作生物技術(shù)產(chǎn)品的蛋白質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程的瓶頸,例如作為藥物。我們現(xiàn)在表明,通過(guò)使用我們最先進(jìn)的軟件算法,我們可以通過(guò)對(duì)其一級(jí)氨基酸組成進(jìn)行非常小的改變來(lái)提高蛋白質(zhì)的溶解度。這不僅可以顯著加速所謂的生物制品和酶的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)過(guò)程,還可以使我們能夠使用迄今為止僅僅是不溶的蛋白質(zhì),具有任何實(shí)用價(jià)值。
VIB研究人員已經(jīng)證明,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中特定位置的突變可以抑制蛋白質(zhì)聚集,而不會(huì)影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性或功能。這些蛋白質(zhì)溶解度的熱點(diǎn)依賴(lài)于結(jié)構(gòu)和序列,但可以通過(guò)計(jì)算預(yù)測(cè)。他們通過(guò)突變減少人類(lèi)α-半乳糖苷酶的聚集證明了這一點(diǎn),人類(lèi)α-半乳糖苷酶用作法布里病的藥物,而炭疽桿菌的蛋白質(zhì)則是炭疽疫苗的一部分。結(jié)合對(duì)大量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的徹底計(jì)算分析,這些結(jié)果表明許多蛋白質(zhì)具有相似的熱點(diǎn),這將允許改善它們的溶解度。
Frederic Rousseau(VIB / KU Leuven):'我們已經(jīng)與制藥行業(yè)合作,將我們的方法整合到他們的新藥開(kāi)發(fā)管道中,清楚地顯示了我們研究結(jié)果的相關(guān)性。我們希望通過(guò)這種方式為一類(lèi)新的蛋白質(zhì)藥物做出貢獻(xiàn)。
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