Los investigadores utilizan arneses de proteínas de alto nivel para desarrollar anticuerpos sintéticos

La topología química es una dimensión única de la ingeniería de proteínas. En los últimos años, el descubrimiento de proteínas topológicas no triviales en la naturaleza ya ha revelado varios beneficios funcionales potenciales, como una mayor estabilidad térmica / mecánica / química. Por lo tanto, la ingeniería de la estructura química de las proteínas es prometedora para la ingeniería de proteínas y enzimas sintéticas terapéuticamente relevantes.

La agregación y la interacción sinérgicas se han establecido como una estrategia eficaz para la síntesis de proteínas topológicas. Se requieren dos tipos de herramientas químicas codificadas genéticamente: una para la reticulación selectiva de la cadena en una geometría determinada y la otra para la unión covalente específica del sitio. Hasta ahora, sólo se han identificado unas pocas isoformas de la clase anterior y se ha encontrado que son adecuadas para la síntesis de proteínas topológicas; Se necesitan con urgencia formas de proteínas reticuladas más eficaces. Recientemente, el grupo de investigación del profesor Zhang Wen-Bin diseñó un heterodímero de proteína de reticulación altamente eficiente mediante la ingeniería del homodímero p53dim y su uso para la síntesis de proteínas complejas de orden superior. [n]catenanos, que han mostrado aplicaciones potenciales como anticuerpos sintéticos.

El homodímero p53dim es un homodímero que se enreda en el dominio de tetramerización de la proteína supresora de tumores p53. En este trabajo, al cambiar pares de residuos hidrófilos en su interfaz tenue a residuos cargados positiva o negativamente, la repulsión electrostática entre residuos cargados de manera similar previene la formación del homodímero mientras que la atracción electrostática entre residuos cargados opuestamente promueve la formación de heteroheterounión. , lo que lleva al aumento de un par de heterodímeros de proteínas reticulados: X⁺(T5R / Q7R) y X^–(T5E / Q7E) (T: treonina, Q: glutamina, R: arginina, E: ácido glutámico). El heterodímero de p53dim diseñado permite la reticulación selectiva de diferentes cadenas de proteínas. Su combinación con rotaciones de proteínas ortogonales codificadas genéticamente, como la inteína dividida, permite la síntesis celular de heterocatenos con varias proteínas de interés (POI).

Durante la coexpresión de un andamio de bucle de proteína primaria que contiene dos o tres X en tándem^– Decoraciones y el anillo secundario que contiene una X⁺, su ensamblaje seguido de reacciones de cierre de bucle ortogonales mutuas (escisión interna y química SpyTag-SpyCatcher) promueve la formación eficiente de proteínas [3] o [4]Catinan. El andamio proteico de orden superior β-catenina tolera la inserción de diferentes POI, como el receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (AffiHER2) o sfGFP, lo que proporciona un buen candidato para el diseño de sistemas proteicos polivalentes funcionales. Integre AffiHER2 en [n]El andamio de β-catenina produce anticuerpos sintéticos (llamados [n]catbody) con una afinidad de unión mejorada (aproximadamente 8 veces para [4]catbody), vida media sérica prolongada (~ 10 veces) y buena acumulación de tumores.

Esta investigación ha logrado con éxito la síntesis de proteínas topológicas complejas al expandir los conjuntos de herramientas de formas de entrecruzamiento de proteínas, promoviendo el estudio de las relaciones entre sus propiedades estructurales y conduciendo a terapias proteómicas avanzadas.

Este trabajo, titulado «La secuenciación de proteínas de alto orden conduce a un anticuerpo sintético con mayor afinidad y estabilidad in vivo», se publicó recientemente en Revista de la Sociedad Química Estadounidense. El primer autor es el Dr. Wu Wen-Hao y los autores correspondientes son los profesores Zhang Wen-Bin y Wei Wei.