Recombinant enzym voor therapeutisch gebruik
Therapeutische enzymen verkregen door biotechnologische processen worden breed gebruikt voor verschillende klinische toepassingen, waaronder enzymvervangingstherapie, afbraak van opgehoopte metabolieten en gifstoffen, behandeling van kanker en genome bewerking. Verschillende therapeutische enzymen kunnen geproduceerd worden in een microbiële expressiesysteem.
Recombinant enzym als materiaal
Er zijn verschillende enzymen die worden gebruikt bij de productie van lange coderende RNA (bijv., mRNA, saRNA, circRNA), de productie van antilichaam-drug conjugaten (ADCs) en andere. Microbiële enzymen zijn kosteneffectiever dan enzymen uit zoogdiercellen, vooral het E. coli expressiesysteem.
Sollicitatie
|
enzymen
|
Functie
|
Enzymen voor lineaire RNA-productie, RNase-vrij
|
Restrictie-endonucleasen
|
Lineariseren van plasmidisch DNA (pDNA) om het genereren van een langere transcript te voorkomen.
|
T7 RNA polymerase (T7 RNAP)
|
Binden aan de T7-promotor en produceren specifieke RNA-transcripten; Spelen een belangrijke rol tijdens de in vitro transcriptie (IVT)-reactie.
|
Vaccinia capping enzyme
|
Voegen Cap-structuren toe aan de 5′ einden van IVT mRNA.
|
Pirifosfaatase, anorganisch (iPPase)
|
Voorkomen van pirifosfaat tijdens de IVT-reactie.
|
RNase-inhibitor, recombinant
|
Inhiberen van RNase-activiteit tijdens de IVT-reactie.
|
DNase I
|
Verwijder het DNA-sjabloon.
|
Enzym voor circRNA productie, RNase-vrij
|
Rnase R
|
Spreek lineair RNA af en verrijk circulair RNA.
|
Enzym-gemedieerde glycan-coupling
|
Peptide-N-glycosidase (PNGase F)
|
Snijdt de amidebinding tussen het eerste saccharide GlcNAc en de Asn297-zijketen; Los glycans van IgG-antilichamen.
|
Bacteriële transglutaminase (BTG)
|
Conjugeren lasten op sitespecifieke wijze om ADC's te genereren.
|
Sortase A
|
Katalyseren de ligatie van eiwitten.
|
β1,4-galactosidase
|
Verwijder alle terminale galactoses en vorm een homogene G0-isoform van het antilichaam.
|
β1,4-galactosyltransferase (Gal-T)
|
Overdraag een suikerrest met een chemisch reactief functioneel groepje.
|
α2,6-sialyltransferase (Sial T)
|
Integreer terminale sialinezuurresten in de oorspronkelijke glycanstructuur van een antilichaam.
|
Enzym-gemedieerde glycan-hermodellering en glycoengineering
|
Endo-N-acetylglucosaminidase (ENGase)
|
Hydrolyseer de β1,4-glycosidische binding tussen GlcNAcβ1–4GlcNAc van N-glycanen; Verwijder N-gekoppelde glycans op de Fc-regio van IgG-antilichamen.
|
Endoglycosidase S (EndoS)
|
|
Glycosyltransferasen (GTs)
|
Transfer N-glycan oxazoline naar defucosyleerde IgGs.
|
Anderen
|
Enzymen geproduceerd door microbiele stam
|
aangepaste behoefte
|
Recombinant Enzym als Reagens
Tag verwijderende proteasen
Fusie-tags worden vaak gebruikt om de oplosbaarheid en stabiliteit van recombinante eiwitten te verbeteren en ze gemakkelijker te zuiveren. De meest gebruikte tags zijn onder andere His-tag, maltoos-bindendeiwit (MBP), glutathion-S-transferase (GST), etc.
Meestal wordt een linker-sequentie toegevoegd tussen de fusietag en het doeleiwit om de tag te verwijderen. Het verwijderen van fusietags vereist plaatsspecifieke proteasen zoals enterokinase (EK), thrombine, tabaksetch-protease (TEVp), menselijke rhinovirusprotease 3C (HRV3C), small ubiquitin modifying protein (SUMO) protease, tabakkenaderbevlekkingvirus (TVMV) protease, en carboxypeptidase A/B (CPA/CPB).
Type
|
enzymen
|
Herkenningssite
|
Tag verwijderende endoproteasen
|
Enterokinase (EK), enteropeptidase
|
DDDDK↓
|
thrombine
|
LVPR↓GS
|
TEV protease
|
ENLYFQ↓G
|
HRV3C protease
|
LEVLFQ↓GP
|
SUMO protease
|
SUMO tertiaire structuur
|
TVMV protease
|
ETVRFQG↓S
|
Tag verwijdering exoproteasen
|
Carboxypeptidase A (CPA)
|
C-terminale aminozuren, behalve Pro, Lys en Arg
|
Carboxypeptidase B (CPB)
|
C-terminale Lys en Arg
|
Andere Proteasen, Nucleasen en Amidasen
Sollicitatie
|
enzymen
|
Functie
|
Andere proteasen
|
Protease K
|
Een serineprotease die proteïnen vertelt door peptidgebindingen te hydrolyseren.
|
IdeS, IgG protease
|
IgG-degradende enzymen (Ides) die op een specifieke plaats van het immunoglobuline G (IgG) knippen, waardoor Fab- en Fc-fragmenten worden gegenereerd
|
IgA1 protease
|
Een proteolytisch enzym dat op een specifieke plek in de scharnierregiovolgorde van het menselijke immunoglobuline A1 (IgA1) knipt.
|
Nuclease
|
Nuclease
|
Knijpt nucleïnezuren (DNA of RNA) door hydrolyse van de fosfaatdiesterbindingen.
|
Restrictie enzym
|
Een endonuclease die DNA op of nabij specifieke posities knipt.
|
Amidase
|
PNGase F
|
Snijdt tussen de innerste N-acetylglucosamine (GlcNAc) en asparagine-resten van hoge mannose, hybride en complexe oligosachariden.
|
Yaohai Bio-Pharma biedt een volledige CDMO-oplossing voor recombinante enzymen
Referentie:
[1] Hennigan JN, Lynch MD. Het verleden, heden en toekomst van enzymgebaseerde therapieën. Drug Discov Today. 2022 Jan;27(1):117-133. doi: 10.1016/j.drudis.2021.09.004.