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小泽圆电影 北京大学张文彬课题组《Adv. Healthc. Mater.》揭示卵白质生物偶联药物认识性增强和疗效立异的拓扑效应
发布日期：2024-08-20 03:18 点击次数：91
小泽圆电影行为一种自然的生物大分子，卵白质具有巨大的临床后劲，可行为多种疾病的颐养药物，如癌症、免疫性疾病和代谢杂沓。与小分子药物比较，颐养性卵白质具有易编程、功能各种、高特异性、低毒性和疗效优异等上风。但是，其临床应用雷同受到认识性差和体内半衰期短等问题的影响。因此，常常将颐养性卵白质与半衰期蔓延模块进行生物偶联小泽圆电影，以扩大其颐养窗口并改善颐养后果。化学拓扑为卵白质生物偶联药物的筹划和立异提供了独有的维度，正逐步引起盘考者们的眷注与喜爱。盘考标明，卵白质生物偶联药物的拓扑立异大略权贵提高其热认识性、体内半衰期以及抑瘤后果。
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近期，为了探究拓扑对卵白质药物性能的机密影响，张文彬课题组以阻挠素（IFN，模子卵白质药物）和白卵白结合结构域（ABD，半衰期蔓延模块）为观念考证基元，通过合理行使谍标签-谍捕手反应答以及分离型肽介导的定点偶联战略，利用大肠杆菌径直生物合成了三种氨基酸构成和序列极为邻近而化学拓扑结构截然违反的卵白质拓扑异构体。在蝌蚪形IFN-ABD偶联物中，位于氨基酸序列链中的谍标签与N端的谍捕手反应生成异肽键将两者之间的IFN环化以增强认识性，而ABD则位于C端以蔓延轮回时刻；进一步通过分离型内含肽的胞内偶联反应将ABD的C端与谍捕手的N端进行共价偶联则构建了8字形IFN-ABD偶联物，而将其中谍标签的反应位点进行突变使其无法与谍捕手反应生成异肽键，仅能变成折叠结构换取的非共价复合物，即获取大环状IFN-ABD偶联物。这三个构建均包含换取的构成基元，但是由于不同的区域环化战略而具有不同经由的构象截止。通过正交酶切实考讲明了蝌蚪形、大环状以及8字形IFN-ABD偶联物之间的拓扑结构相反。
图1. 三种IFN-ABD偶联物默示图：8字形，蝌蚪形和大环状。
盘考发现，在非变性条款下，谍标签与谍捕手的非共价复合物与共价复合物具有近似的结构，各种表征履行难以分辩大环状和8字形IFN-ABD偶联物的拓扑结构相反，包括CD光谱、尺寸排阻色谱、受体亲和力，致使半数防止浓度IC50。唯有在波及谍标签突变体和谍捕手所变成的非共价复合物的解折叠时，两者呈现出权贵的性质相反。举例，8字形IFN-ABD偶联物进展出更高的熔融温度和更好的抗连合智商，这关于在恒久储存时间保执卵白质药物的结构完好性和生物活性尤为成心。真义的是，蝌蚪形IFN-ABD偶联物的热认识性因为共价谍复合物的存在而稍好于大环状偶联物，同期又因为未被环化的ABD基元的存在略差于8字形偶联物。这些区别在动物履行中越发分解。率先，在体内半衰期履行中，相较于野生型（~5.0 h），蝌蚪形偶联物的半衰期蔓延至~20.4 h，大环状和8字形偶联物则分别蔓延至~25.6 h和~25.9 h，同期8字形偶联物的弧线底下积（~52.6 μg·h·mL-1）宽阔于大环状偶联物（35.2 μg·h·mL-1），标明8字形拓扑结构大略改善招揽、溜达或者代谢较慢，最终导致卵白质药物在体内轮回中的水平更高，反应出异肽键的存在赋予了卵白质生物偶联药物很是的轮回认识性。生物溜达履行也显现8字形IFN-ABD偶联物比较于另外两种拓扑偶联物在肿瘤处的富集最为分解，在小鼠肿瘤模子中8字形IFN-ABD偶联物也进展出最佳的抗肿瘤活性。
图2. 三种IFN-ABD偶联物的拓扑效应探究：热认识性（熔融温度、抗热连合智商）以及多种动物履行（体内半衰期、肿瘤部位荧光衰减以及终末时刻与其他脏器的富集情况对比、小鼠抑瘤履行）阐明8字形偶联物为三种拓扑异构体中概括进展最优的候选药物。
这项盘考通过探究一系列拓扑卵白质异构体的性质和功能，回来出如下陶冶以更好地阐述拓扑在本色应用中的功能上风：1）物理相互作用和化学交联齐会增多拓扑的复杂性并对分子施加构象截止，更多更强的有用键联相关意味着更受限的构象空间和更高的热力学认识性；2）环化对认识性的影响依环大小而不同，较小的环预示着更多的构象截止和更高的折叠认识性；3）共价交联行为高强度的有用键联相关，在引入折叠结构中时，可大幅升迁卵白质的热认识性以及机械/卵白酶认识性。通过卓越卵白质主链线型结构的领略范式，卵白质拓扑工程不错兼容并整合其他的生物时期和工程化战略，为升迁卵白质药物性能提供了一个很是的维度。
该盘考近期在线发表于Adv. Healthcare Mater.，北京大学化学与分子工程学院博士后刘雅杰为该论文的第一作家。北京大学化学与分子工程学院张文彬陶冶为论文通信作家。该使命获取了科技部国度要点研发磋议、国度当然科学基金、北京分子科学国度盘考中心的资助。
原文联结：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.202400466