Монободи
Синтетические связывающие белки
Десятый домен фибронектина типа III (человек, PDB : 1TTG ​)
Вариабельный домен легкой цепи лямбда антитела (человека, PDB : 2RHE )

Монотела — это синтетические связывающие белки, созданные с использованием домена фибронектина типа III (FN3) в качестве молекулярного каркаса. В частности, этот класс связывающих белков создан на основе диверсифицированной библиотеки 10-го домена FN3 человеческого фибронектина. Монотела — это простая и надежная альтернатива антителам для создания целе-связывающих белков. Гибридный термин «монотело» был введен в 1998 году группой Koide, которая опубликовала первую статью, демонстрирующую концепцию монотела с использованием десятого домена FN3 человеческого фибронектина. [1]

Монотела генерируются из комбинаторных библиотек , в которых части каркаса FN3 диверсифицируются с использованием технологий молекулярного дисплея и направленной эволюции, таких как фаговый дисплей , дисплей мРНК и дисплей поверхности дрожжей. [2] [3] Сообщалось о большом количестве монотел, которые обладают высоким сродством и высокой специфичностью к своим соответствующим мишеням. [4] [5] [6] [7] [8]

Монотела относятся к классу молекул, которые в совокупности называются имитаторами антител (или миметиками антител ) и альтернативными каркасами, которые направлены на преодоление недостатков естественных молекул антител. Главным преимуществом монотел перед обычными антителами является то, что монотела можно легко использовать в качестве генетически кодируемых внутриклеточных ингибиторов, то есть вы можете экспрессировать ингибитор монотела в выбранной клетке, просто трансфицировав клетку вектором экспрессии монотела. [9] [10] Это связано с характеристиками базового каркаса FN3: небольшой (~90 остатков), стабильный, простой в производстве и отсутствием дисульфидных связей, что позволяет производить функциональные монотела независимо от окислительно-восстановительного потенциала клеточной среды, включая восстановительную среду цитоплазмы и ядра. [11] Напротив, большинство антител и фрагментов антител зависят от образования дисульфидных связей, и они должны производиться в окислительной среде.

Технология монотела была принята в биотехнологической промышленности, в частности, компанией Adnexus, биотехнологической компанией, которая является частью Bristol-Myers Squibb с 2007 года под названием Adnectins (первоначально как Trinectins ее предшественником, Phylos [12] ). Примером является пегдинетаниб (ангиосепт), антагонист рецептора 2 фактора роста эндотелия сосудов (VEGFR-2), который вошел во II фазу клинических испытаний по изучению лечения глиобластомы в октябре 2007 года. [13] [14]

Структура

Нативный каркас FN3 состоит из 94 аминокислот и имеет молекулярную массу около 10 кДа , что в пятнадцать раз меньше, чем у антитела типа IgG , и сопоставимо с размером одного вариабельного домена антитела. Они основаны на структуре человеческого фибронектина , а точнее на его десятом внеклеточном домене типа III . Этот домен имеет структуру, похожую на вариабельные домены антител, с семью бета-слоями, образующими бета-сэндвич, и тремя открытыми петлями с каждой стороны, соответствующими трем областям, определяющим комплементарность . [15] [16] [17] Монотела не имеют участков связывания для ионов металлов и центральной дисульфидной связи .

Проекты библиотек монолитных конструкций

Монотела с высоким сродством и специфичностью к различным целевым молекулам могут быть получены из комбинаторных библиотек, в которых части каркаса FN3 диверсифицированы. Существует два различных дизайна библиотек монотел, которые оказались успешными. Первый тип изменяет некоторые или все петли BC (между вторым и третьим бета-слоями), DE (между четвертым и пятым бета-слоями) и FG (между шестым и седьмым листами). [18] [19] Этот дизайн создает диверсифицированные позиции на выпуклой поверхности, которые подходят для нацеливания на вогнутые поверхности, такие как активные центры ферментов. Второй тип изменяет позиции в некоторых или всех цепях C, D, F и G (или 3-й, 4-й, 6-й и 7-й) в дополнение к петлям CD и FG. [20] Этот дизайн создает более плоскую, слегка вогнутую поверхность, которая подходит для нацеливания на поверхности, обычно участвующие во взаимодействиях белок-белок.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Koide A, Bailey CW, Huang X, Koide S (декабрь 1998 г.). «Домен фибронектина типа III как каркас для новых связывающих белков». J. Mol. Biol . 284 (4): 1141– 51. doi : 10.1006/jmbi.1998.2238 . PMID  9837732.
  2. ^ Koide S, Koide A, Lipovšek D (2012). "Целевые связывающие белки на основе 10-го домена человеческого фибронектина типа III (10Fn3)". Белковая инженерия для терапии, часть B. Методы в энзимологии. Том 503. стр.  135–56 . doi :10.1016/B978-0-12-396962-0.00006-9. ISBN 9780123969620. PMID  22230568.
  3. ^ Koide A, Wojcik J, Gilbreth RN, Hoey RJ, Koide S (2012). «Обучение старого каркаса новым трюкам: монотела, сконструированные с использованием альтернативных поверхностей каркаса FN3». J. Mol. Biol . 415 (2): 393– 405. doi :10.1016/j.jmb.2011.12.019. PMC 3260337. PMID  22198408 . 
  4. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). «Мощный и высокоспецифичный ингибитор монотела FN3 домена Abl SH2». Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27 . doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  5. ^ Gilbreth RN; Truong K; Madu I; et al. (май 2011 г.). «Изоформ-специфические монотела-ингибиторы малых убиквитин-родственных модификаторов, разработанные с использованием структурно-управляемого дизайна библиотеки». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 108 (19): 7751– 6. Bibcode : 2011PNAS..108.7751G. doi : 10.1073/pnas.1102294108 . PMC 3093456. PMID  21518904 . 
  6. ^ Гребьен Ф, Ханчель О, Войчик Дж, Каупе I, Ковачич Б, Вырзуки AM, Гиш Г.Д., Черни-Рейтерер С, Койде А, Беуг Х, Поусон Т, Валент П, Койде С, Суперти-Фурга Г (2011). «Нацеливание на интерфейс SH2-киназы в Bcr-Abl ингибирует лейкемогенез». Клетка . 147 (2): 306–19 . doi :10.1016/j.cell.2011.08.046. ПМК 3202669 . ПМИД  22000011. 
  7. ^ Sha F, Gencer EB, Georgeon S, Koide A, Yasui N, Koide S, Hantschel O (2013). «Диссекция сигнальной сети BCR-ABL с использованием высокоспецифичных монотел-ингибиторов доменов SHP2 SH2». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 110 (37): 14924– 9. Bibcode : 2013PNAS..11014924S. doi : 10.1073/pnas.1303640110 . PMC 3773763. PMID  23980151 . 
  8. ^ Stockbridge RB, Koide A, Miller C, Koide S (2014). «Доказательство архитектуры двойной топологии Fluc F-каналов с моноблочными блокаторами». Nat Commun . 5 : 5120. doi : 10.1038/ncomms6120. PMC 4265568. PMID  25290819 . 
  9. ^ Гребьен Ф, Ханчель О, Войчик Дж, Каупе I, Ковачич Б, Вырзуки AM, Гиш Г.Д., Черни-Рейтерер С, Койде А, Беуг Х, Поусон Т, Валент П, Койде С, Суперти-Фурга Г (2011). «Нацеливание на интерфейс SH2-киназы в Bcr-Abl ингибирует лейкемогенез». Клетка . 147 (2): 306–19 . doi :10.1016/j.cell.2011.08.046. ПМК 3202669 . ПМИД  22000011. 
  10. ^ Sha F, Gencer EB, Georgeon S, Koide A, Yasui N, Koide S, Hantschel O (2013). «Диссекция сигнальной сети BCR-ABL с использованием высокоспецифичных монотел-ингибиторов доменов SHP2 SH2». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 110 (37): 14924– 9. Bibcode : 2013PNAS..11014924S. doi : 10.1073/pnas.1303640110 . PMC 3773763. PMID  23980151 . 
  11. ^ Балох, Абдул Рашид; Балох, Абдул Вахид; Саттон, Брайан Дж.; Чжан, Сяоин (2016-03-03). «Миметики антител: перспективные комплементарные агенты для антител животного происхождения». Критические обзоры в биотехнологии . 36 (2): 268– 275. doi :10.3109/07388551.2014.958431. ISSN  0738-8551. PMID  25264572. S2CID  367423.
  12. ^ Xu L, Aha P, Gu K, Kuimelis RG, Kurz M, Lam T, Lim AC, Liu H, Lohse PA, Sun L, Weng S, Wagner RW, Lipovsek D (2002). «Направленная эволюция высокоаффинных имитаторов антител с использованием отображения мРНК». Chem. Biol . 9 (8): 933– 42. doi : 10.1016/s1074-5521(02)00187-4 . PMID  12204693.
  13. ^ Номер клинического исследования NCT00562419 для «CT-322 в лечении пациентов с рецидивирующей мультиформной глиобластомой и комбинированной терапией иринотеканом» на ClinicalTrials.gov
  14. ^ Bloom L, Calabro V (июль 2009). «FN3: новый белковый каркас достигает клиники». Drug Discov. Today . 14 ( 19– 20): 949– 55. doi : 10.1016/j.drudis.2009.06.007. PMID  19576999.
  15. ^ Koide A, Koide S (2007). "Монотела: имитаторы антител на основе каркаса домена фибронектина типа III". Протоколы белковой инженерии . Методы Mol. Biol. Т. 352. С.  95–109. doi : 10.1385/1-59745-187-8:95. ISBN 978-1-59745-187-1. PMID  17041261.
  16. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). «Мощный и высокоспецифичный ингибитор монотела FN3 домена Abl SH2». Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27 . doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  17. ^ Gilbreth RN; Truong K; Madu I; et al. (май 2011 г.). «Изоформ-специфические монотела-ингибиторы малых убиквитин-родственных модификаторов, разработанные с использованием структурно-управляемого дизайна библиотеки». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 108 (19): 7751– 6. Bibcode : 2011PNAS..108.7751G. doi : 10.1073/pnas.1102294108 . PMC 3093456. PMID  21518904 . 
  18. ^ Koide A, Bailey CW, Huang X, Koide S (декабрь 1998 г.). «Домен фибронектина типа III как каркас для новых связывающих белков». J. Mol. Biol . 284 (4): 1141– 51. doi : 10.1006/jmbi.1998.2238 . PMID  9837732.
  19. ^ Wojcik J, Hantschel O, Grebien F, Kaupe I, Bennett KL, Barkinge J, Jones RB, Koide A, Superti-Furga G, Koide S (2010). «Мощный и высокоспецифичный ингибитор монотела FN3 домена Abl SH2». Nat. Struct. Mol. Biol . 17 (4): 519–27 . doi :10.1038/nsmb.1793. PMC 2926940. PMID  20357770 . 
  20. ^ Koide A, Wojcik J, Gilbreth RN, Hoey RJ, Koide S (2012). «Обучение старого каркаса новым трюкам: монотела, сконструированные с использованием альтернативных поверхностей каркаса FN3». J. Mol. Biol . 415 (2): 393– 405. doi :10.1016/j.jmb.2011.12.019. PMC 3260337. PMID  22198408 . 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Монотело&oldid=1270567389"