Enzima ricombinante per uso terapeutico
Gli enzimi terapeutici ottenuti attraverso processi biotecnologici sono ampiamente utilizzati per diverse applicazioni cliniche, tra cui la terapia sostitutiva enzimatica, la degradazione dei metaboliti e delle tossine accumulati, il trattamento del cancro e l'editing del genoma. Diversi enzimi terapeutici possono essere prodotti nel sistema di espressione microbica.
| Applicazioni |
Enzima |
Sostanza |
Prodotti tipici/Gasdotti |
| Terapia enzimatica sostitutiva |
Adenosina deaminasi, ADA |
Adenosina o deossiadenosina |
Elopegademase-lvlr (Revcovi) |
| Fenilalanina ammoniaca liasi, PAL |
Fenilalanina |
Pegvaliase-pqpz (Palynziq) |
| Degradazione dei metaboliti accumulati |
Uricasi/urato ossidasi |
Acido urico |
Pegliticase (Krystexxa)Rasburicase (Fasturtec) |
| collagenasi |
“Cicatrice” di collagene |
Collagenasi Clostridium histolyticum (Xiaflex, Qwo, Santyl) |
| Plasmina umana troncata |
Collagene, fibronectina e laminina |
Ocriplasmina (Jetrea) |
| Attivatore tissutale troncato del plasminogeno (tPA) |
plasminogeno |
Reteplase (Retavase) |
| Proteasi IgG |
Immunoglobulina G (IgG) |
Imlifidasi (Idefrix) |
| Proteasi IgA |
Immunoglobulina A (IgA) |
Proteasi IgA PKU308/AP308IGAN |
| Degradazione delle tossine |
Carbossipeptidasi G2 |
Methotrexate |
Glucarpidasi (Voraxaze) |
| Trattamento per il cancro |
Enzima specifico per l'asparagina |
Asparagina |
Asparaginasi (Elspar)Calaspargasi pegol-mknl (Asparlas) |
| Modifica del genoma |
Nucleasi Cas9 |
Gene bersaglio |
Exagamglogene autotemcel (Exa-cel, CTX001) |
Enzima ricombinante come materiale
Esistono diversi enzimi utilizzati nella produzione di RNA a codifica lunga (p. es., mRNA, saRNA, circRNA), nella produzione di coniugati farmaco-anticorpo (ADC) e altri. Gli enzimi prodotti dai microbi sono più economici rispetto alle cellule dei mammiferi, in particolare al sistema di espressione di E. coli.
| Applicazioni |
Enzima |
Funzione |
| Enzimi per la produzione di RNA lineare, privi di RNasi |
Endonucleasi di restrizione |
Linearizzazione del DNA plasmidico (pDNA) per evitare di generare trascrizioni più lunghe. |
| T7 RNA polimerasi (T7 RNAP) |
Si legano al promotore T7 e generano una trascrizione di RNA specifica; Svolgono un ruolo chiave durante la reazione della trascrizione in vitro (IVT). |
| Enzima di copertura dei vaccini |
Aggiungi strutture Cap alle estremità 5' dell'mRNA IVT. |
| Pirofosfatasi inorganica (iPPasi) |
Prevenire il pirofosfato durante la reazione IVT. |
| Inibitore della RNasi, ricombinante |
Inibisce l'attività della RNasi durante la reazione IVT. |
| DNasi I |
Rimuovere il modello di DNA. |
| Enzima per la produzione di circRNA, privo di RNasi |
RNasi R |
Digerire l'RNA lineare e arricchire l'RNA circolare. |
| Coniugazione dei glicani mediata da enzimi |
Peptide-N-glicosidasi (PNGasi F) |
Scinde il legame ammidico tra il primo saccaride GlcNAc e la catena laterale Asn297L; Rilascia i glicani dagli anticorpi IgG. |
| Transglutaminasi batterica (BTG) |
Coniuga i payload specifici del sito per generare ADC. |
| Sortase A |
Catalizza la legatura delle proteine. |
| β1,4-galattosidasi |
Rilasciare tutti i galattosi terminali e formare un'isoforma G0 omogenea dell'anticorpo. |
| β1,4-galattosiltransferasi (Gal-T) |
Trasferire un residuo di zucchero con un gruppo funzionale chimicamente reattivo. |
| α2,6-sialiltransferasi (Sial T) |
Incorporare residui di acido sialico terminale nella struttura glicanica nativa di un anticorpo. |
| Rimodellamento dei glicani e glicoingegneria mediata da enzimi |
Endo-N-acetilglucosaminidasi (ENGase) |
Idrolizzare il legame β1,4-glicosidico tra GlcNAcβ1–4GlcNAc degli N-glicani; Rimuovere i glicani N-linked sulla regione Fc degli anticorpi IgG. |
| Endoglicosidasi S (EndoS) |
|
| Glicosiltransferasi (GT) |
Trasferire l'N-glicano ossazolina alle IgG defucosilate. |
| Altri |
Enzimi prodotti da ceppi microbici |
Esigenza personalizzata |
Enzima ricombinante come reagente
Proteasi per la rimozione dei tag
I tag di fusione vengono spesso utilizzati per migliorare la solubilità e la stabilità delle proteine ricombinanti di interesse e renderle più facili da purificare. I tag comunemente usati includono His-tag, proteina legante il maltosio (MBP), glutatione-s-transferasi (GST), ecc.
Tipicamente, una sequenza di collegamento viene aggiunta tra l'etichetta di fusione e la sequenza della proteina bersaglio per rimuovere l'etichetta. La rimozione dei tag di fusione richiede proteasi sito-specifiche, come enterochinasi (EK), trombina, proteasi del virus dell'incisione del tabacco (TEVp), proteasi 3C del rinovirus umano (HRV3C), proteasi della piccola proteina modificante l'ubiquitina (SUMO), virus della chiazzatura delle vene del tabacco ( TVMV) proteasi e carbossipeptidasi A/B (CPA/CPB).
| Tipologia |
Enzima |
Sito di riconoscimento |
| Endoproteasi per la rimozione dei tag |
Enterochinasi (EK), enteropeptidasi |
DDDDK↓ |
| trombina |
LVPR↓GS |
| Proteasi TEV |
ENLYFQ↓G |
| Proteasi HRV3C |
LEVLFQ↓GP |
| Proteasi SUMO |
Struttura terziaria SUMO |
| Proteasi TVMV |
ETVRFQG↓S |
| Esoproteasi per la rimozione dei tag |
Carbossipeptidasi A (CPA) |
Amminoacidi C-terminali, eccetto Pro, Lys e Arg |
| Carbossipeptidasi B (CPB) |
Terminale C Lys e Arg |
Altre proteasi, nucleasi e amidasi
| Applicazioni |
Enzima |
Funzione |
| Altre proteasi |
Proteasi K |
Una serina proteasi che digerisce le proteine idrolizzando i legami peptidici. |
| IdeS, proteasi IgG |
Enzimi di degradazione delle IgG (Idi) che si scindono in un sito specifico dell'immunoglobulina G (IgG), generando frammenti Fab e Fc |
| proteasi IgA1 |
Un enzima proteolitico che taglia un sito specifico nella sequenza della regione cerniera dell'immunoglobulina umana A1 (IgA1). |
| Nucleo |
Nucleo |
Scinde gli acidi nucleici (DNA o RNA) idrolizzando i legami fosfodiesteri. |
| Limitare l'enzima |
Un'endonucleasi che scinde il DNA in corrispondenza o in prossimità di siti specifici. |
| Amidasi |
PNGase F |
Si scinde tra la N-acetilglucosamina più interna (GlcNAc) e i residui di asparagina di oligosaccaridi ad alto contenuto di mannosio, ibridi e complessi. |
Yaohai Bio-Pharma offre una soluzione CDMO completa per gli enzimi ricombinanti
- Ingegneria e screening del ceppo microbico
- Conservazione di cellule microbiche (PCB/MCB/WCB)
- Sviluppo del processo a monte
- Sviluppo del processo a valle
- Sviluppo della formulazione
- Produzione GMP
- Riempi e finisci
- Analitica e test
- Questioni regolamentari
Riferimento:
[1] Hennigan JN, Lynch MD. Il passato, il presente e il futuro delle terapie a base enzimatica. Scoperta della droga oggi. 2022 gennaio;27(1):117-133. doi: 10.1016/j.drudis.2021.09.004.
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