Enzimă recombinantă pentru uz terapeutic
Enzimele terapeutice obținute prin procese biotehnologice sunt utilizate pe scară largă pentru mai multe aplicații clinice, inclusiv terapia de substituție enzimatică, degradarea metaboliților și a toxinelor acumulate, tratamentul cancerului și editarea genomului. În sistemul de expresie microbiană pot fi produse mai multe enzime terapeutice.
Enzima recombinantă ca material
Există mai multe enzime utilizate în producția de ARN cu codare lungă (de exemplu, ARNm, saRNA, circRNA), producția de conjugați anticorp-medicament (ADC) și altele. Enzimele produse de microbi sunt mai rentabile decât celula de mamifer, în special sistemul de exprimare a E. coli.
aplicație
|
Enzime
|
Funcţie
|
Enzime pentru producția liniară de ARN, fără RNază
|
Endonucleaze de restricție
|
Liniarizarea ADN-ului plasmid (pDNA) pentru a evita generarea de transcript mai lung.
|
T7 ARN polimeraza (T7 RNAP)
|
Se leagă de promotorul T7 și generează transcriptul ARN specific; Joacă un rol cheie în timpul reacției de transcriere in vitro (IVT).
|
Enzima de acoperire a vaccinului
|
Adăugați structuri Cap la capetele 5′ ale ARNm IVT.
|
Pirofosfatază anorganică (iPPază)
|
Preveniți pirofosfatul în timpul reacției IVT.
|
Inhibitor de RNază, recombinant
|
Inhiba activitatea RNazelor în timpul reacției IVT.
|
ADNza I
|
Îndepărtați șablonul ADN.
|
Enzimă pentru producția de ARN-circ, fără RNază
|
RNaza R
|
Digerați ARN-ul liniar și îmbogățiți ARN-ul circular.
|
Conjugarea glicanului mediată de enzime
|
Peptida-N-glicozidaza (PNGaza F)
|
Desprinde legătura amidă dintre prima zaharidă GlcNAc și lanțul lateral Asn297 L; Eliberează glicanii din anticorpii IgG.
|
Transglutaminaza bacteriană (BTG)
|
Conjugați încărcăturile utile în mod specific pentru a genera ADC-uri.
|
Sortase A
|
Catalizează legarea proteinelor.
|
β1,4-galactozidază
|
Se eliberează toate galactozele terminale și se formează o izoformă G0 omogenă a anticorpului.
|
β1,4-galactosiltransferaza (Gal-T)
|
Transferați un reziduu de zahăr cu o grupă funcțională reactivă chimic.
|
α2,6-sialiltransferaza (Sial T)
|
Încorporează reziduuri terminale de acid sialic în structura glicanului nativ a unui anticorp.
|
Remodelarea glicanului mediată de enzime și glicoingineria
|
Endo-N-acetilglucozaminidaza (ENGaza)
|
Hidrolizează legătura β1,4-glicozidică dintre GlcNAcβ1–4GlcNAc a N-glicanilor; Îndepărtați glicanii N-legați din regiunea Fc a anticorpilor IgG.
|
Endoglicozidaza S (EndoS)
|
|
Glicoziltransferaze (GT)
|
Se transferă N-glican oxazolină la IgG defucozilate.
|
Altele
|
Enzime produse de tulpina microbiană
|
Nevoie personalizată
|
Enzima recombinantă ca reactiv
Proteaze de îndepărtare a etichetelor
Etichetele de fuziune sunt adesea folosite pentru a îmbunătăți solubilitatea și stabilitatea proteinelor recombinante de interes și pentru a le face mai ușor de purificat. Etichetele utilizate în mod obișnuit includ eticheta His, proteina de legare a maltozei (MBP), glutation-s-transferaza (GST) etc.
De obicei, o secvenţă linker este adăugată între eticheta de fuziune şi secvenţa proteinei ţintă pentru a îndepărta eticheta. Îndepărtarea etichetelor de fuziune necesită proteaze specifice locului, cum ar fi enterokinaza (EK), trombina, proteaza virusului de gravare a tutunului (TEVp), proteaza de rinovirus uman 3C (HRV3C), proteaza mică de modificare a ubiquitinei (SUMO), virusul petelui din vene de tutun ( TVMV) protează și carboxipeptidaza A/B (CPA/CPB).
Tip
|
Enzime
|
Site de recunoaștere
|
Endoproteazele de îndepărtare a etichetelor
|
Enterokinază (EK), enteropeptidază
|
DDDDK↓
|
trombină
|
LVPR↓GS
|
proteaza TEV
|
ENLYFQ↓G
|
proteaza HRV3C
|
LEVLFQ↓GP
|
SUMO proteaza
|
Structura terţiară SUMO
|
proteaza TVMV
|
ETVRFQG↓S
|
Exoproteazele de îndepărtare a etichetelor
|
Carboxipeptidaza A (CPA)
|
Aminoacizii C-terminali, cu excepția Pro, Lys și Arg
|
Carboxipeptidaza B (CPB)
|
Lys C-terminal și Arg
|
Alte proteaze, nucleaze și amidaze
aplicație
|
Enzime
|
Funcţie
|
Alte proteaze
|
Proteaza K
|
O serin protează care digeră proteinele prin hidroliza legăturilor peptidice.
|
IdeS, proteaza IgG
|
Enzime de degradare a IgG (Ide) care se scindează la un loc specific al imunoglobulinei G (IgG), generând fragmente Fab și Fc
|
proteaza IgA1
|
O enzimă proteolitică care scindează un situs specific din secvența regiunii balama a imunoglobulinei umane A1 (IgA1).
|
Nuclează
|
Nuclează
|
Scinda acizii nucleici (ADN sau ARN) prin hidroliza legăturilor fosfodiester.
|
Restricționează enzima
|
O endonuclează care scindează ADN-ul la sau în apropierea unor locuri specifice.
|
Amidaza
|
PNGase F
|
Se scindează între resturile cele mai interne de N-acetilglucozamină (GlcNAc) și asparagină ale oligozaharidelor complexe, hibride și de manoză.
|
Yaohai Bio-Pharma oferă o soluție CDMO unică pentru enzimele recombinante
De referinţă:
[1] Hennigan JN, Lynch MD. Trecutul, prezentul și viitorul terapiilor pe bază de enzime. Drug Discov Astăzi. 2022 ian;27(1):117-133. doi: 10.1016/j.drudis.2021.09.004.