Rekombinantes Enzym für therapeutische Zwecke
Durch biotechnologische Verfahren gewonnene therapeutische Enzyme werden häufig für verschiedene klinische Anwendungen eingesetzt, darunter Enzymersatztherapie, Abbau angesammelter Metaboliten und Toxine, Krebsbehandlung und Genombearbeitung. Im mikrobiellen Expressionssystem können mehrere therapeutische Enzyme produziert werden.
| Anwendungs- |
Enzym |
Substanz |
Typische Produkte/Pipelines |
| Enzymersatztherapie |
Adenosin-Desaminase, ADA |
Adenosin oder Desoxyadenosin |
Elapegademase-lvlr (Revcovi) |
| Phenylalanin-Ammoniak-Lyase, PAL |
Phenylalanin |
Pegvaliase-pqpz (Palynziq) |
| Abbau angesammelter Metaboliten |
Uricase/Uratoxidase |
Harnsäure |
Peglticase (Krystexxa)Rasburicase (Fasturtec) |
| Kollagenase |
Kollagen-„Narbe“ |
Kollagenase Clostridium histolyticum (Xiaflex, Qwo, Santyl) |
| Verkürztes menschliches Plasmin |
Kollagen, Fibronektin und Laminin |
Ocriplasmin (Jetrea) |
| Verkürzter Gewebeplasminogenaktivator (tPA) |
Plasminogen |
Reteplase (Retavase) |
| IgG-Protease |
Immunglobulin G (IgG) |
Imlifidase (Idefrix) |
| IgA-Protease |
Immunglobulin A (IgA) |
PKU308/AP308IGAN IgA-Protease |
| Abbau von Toxinen |
Carboxypeptidase G2 |
Methotrexat |
Glucarpidase (Voraxaze) |
| Krebsbehandlung |
Asparagin-spezifisches Enzym |
Asparagin |
Asparaginase (Elspar)Calaspargase pegol-mknl (Asparlas) |
| Genom-Editierung |
Cas9-Nuklease |
Zielgen |
Exagamglogene autotemcel (Exa-cel, CTX001) |
Rekombinantes Enzym als Material
Es gibt mehrere Enzyme, die bei der Produktion langer kodierender RNA (z. B. mRNA, saRNA, circRNA), der Produktion von Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten (ADCs) und anderen verwendet werden. Mikrobiell produzierte Enzyme sind kostengünstiger als das Expressionssystem von Säugetierzellen, insbesondere von E. coli.
| Anwendungs- |
Enzym |
Funktion |
| Enzyme für die lineare RNA-Produktion, RNase-frei |
Restriktionsendonukleasen |
Linearisierung der Plasmid-DNA (pDNA), um die Entstehung längerer Transkripte zu vermeiden. |
| T7-RNA-Polymerase (T7-RNAP) |
Binden Sie an den T7-Promotor und erzeugen Sie ein spezifisches RNA-Transkript. Spielen eine Schlüsselrolle bei der In-vitro-Transkript-Reaktion (IVT). |
| Vaccinia-Capping-Enzym |
Fügen Sie Cap-Strukturen an den 5′-Enden der IVT-mRNA hinzu. |
| Pyrophosphatase, anorganisch (iPPase) |
Vermeiden Sie Pyrophosphat während der IVT-Reaktion. |
| RNase-Inhibitor, rekombinant |
Hemmt die RNase-Aktivität während der IVT-Reaktion. |
| DNase I |
Entfernen Sie die DNA-Vorlage. |
| Enzym zur circRNA-Produktion, RNase-frei |
RNase R |
Verdauen Sie lineare RNA und reichern Sie zirkuläre RNA an. |
| Enzymvermittelte Glykankonjugation |
Peptid-N-Glycosidase (PNGase F) |
Spaltt die Amidbindung zwischen dem ersten Saccharid GlcNAc und der Asn297-SeitenketteL; Setzen Sie Glykane aus IgG-Antikörpern frei. |
| Bakterielle Transglutaminase (BTG) |
Konjugieren Sie Payloads standortspezifisch, um ADCs zu generieren. |
| Sortase A |
Katalysieren Sie die Ligation von Proteinen. |
| β1,4-Galactosidase |
Geben Sie alle terminalen Galaktosen frei und bilden Sie eine homogene G0-Isoform des Antikörpers. |
| β1,4-Galactosyltransferase (Gal-T) |
Übertragen Sie einen Zuckerrest mit einer chemisch reaktiven funktionellen Gruppe. |
| α2,6-Sialyltransferase (Sial T) |
Integrieren Sie terminale Sialinsäurereste in die native Glykanstruktur eines Antikörpers. |
| Enzymvermittelter Glykan-Remodelling und Glycoengineering |
Endo-N-Acetylglucosaminidase (ENGase) |
Hydrolysieren Sie die β1,4-glykosidische Bindung zwischen GlcNAcβ1–4GlcNAc von N-Glykanen; Entfernen Sie N-gebundene Glykane in der Fc-Region von IgG-Antikörpern. |
| Endoglykosidase S (EndoS) |
|
| Glykosyltransferasen (GTs) |
Übertragen Sie N-Glykanoxazolin auf defucosylierte IgGs. |
| Andere |
Von mikrobiellen Stämmen produzierte Enzyme |
Maßgeschneiderter Bedarf |
Rekombinantes Enzym als Reagenz
Tag-Entfernungs-Proteasen
Fusions-Tags werden häufig verwendet, um die Löslichkeit und Stabilität rekombinanter Proteine von Interesse zu verbessern und ihre Reinigung zu erleichtern. Zu den häufig verwendeten Tags gehören His-Tag, Maltose-bindendes Protein (MBP), Glutathion-S-Transferase (GST) usw.
Typischerweise wird eine Linkersequenz zwischen der Fusionsmarkierung und der Zielproteinsequenz hinzugefügt, um die Markierung zu entfernen. Die Entfernung von Fusions-Tags erfordert ortsspezifische Proteasen wie Enterokinase (EK), Thrombin, Tabak-Etch-Virus-Protease (TEVp), humane Rhinovirus-Protease 3C (HRV3C), kleine Ubiquitin-modifizierende Protein-Protease (SUMO) und Tabak-Venen-Mottling-Virus ( TVMV)-Protease und Carboxypeptidase A/B (CPA/CPB).
| Typ |
Enzym |
Anerkennungsseite |
| Endoproteasen zur Markierungsentfernung |
Enterokinase (EK), Enteropeptidase |
DDDDK↓ |
| Thrombin |
LVPR↓GS |
| TEV-Protease |
ENLYFQ↓G |
| HRV3C-Protease |
LEVLFQ↓GP |
| SUMO-Protease |
SUMO-Tertiärstruktur |
| TVMV-Protease |
ETVRFQG↓S |
| Exoproteasen zur Markierungsentfernung |
Carboxypeptidase A (CPA) |
C-terminale Aminosäuren, außer Pro, Lys und Arg |
| Carboxypeptidase B (CPB) |
C-terminales Lys und Arg |
Andere Proteasen, Nukleasen und Amidasen
| Anwendungs- |
Enzym |
Funktion |
| Andere Proteasen |
Protease K |
Eine Serinprotease, die Proteine durch Hydrolyse von Peptidbindungen verdaut. |
| IdeS, IgG-Protease |
IgG-abbauende Enzyme (Ides), die an einer bestimmten Stelle von Immunglobulin G (IgG) spalten und dabei Fab- und Fc-Fragmente erzeugen |
| IgA1-Protease |
Ein proteolytisches Enzym, das eine spezifische Stelle in der Sequenz der Gelenkregion des menschlichen Immunglobulins A1 (IgA1) spaltet. |
| Nuklease |
Nuklease |
Spaltt Nukleinsäuren (DNA oder RNA) durch Hydrolyse der Phosphodiesterbindungen. |
| Enzym einschränken |
Eine Endonuklease, die DNA an oder in der Nähe bestimmter Stellen spaltet. |
| Amidase |
PNGase F |
Spaltt zwischen dem innersten N-Acetylglucosamin (GlcNAc) und den Asparaginresten von Oligosacchariden mit hohem Mannosegehalt, Hybrid- und komplexen Oligosacchariden. |
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- Downstream-Prozessentwicklung
- Formulierungsentwicklung
- GMP-Herstellung
- Füllen und fertig
- Analytisch und testend
- Regulatorische Angelegenheiten
Referenz:
[1] Hennigan JN, Lynch MD. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft enzymbasierter Therapien. Drug Discov heute. 2022 Jan;27(1):117-133. doi: 10.1016/j.drudis.2021.09.004.
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