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靶向新冠的新型高親和力蛋白藥物研發(fā)

來源:revvity瑞孚迪   2022年11月15日 10:27  

以單克隆抗體(mAb)為代表的大分子藥物在抗擊新guan病毒疫情中發(fā)揮了重要作用。然而,現(xiàn)有的抗體療法也面臨著研發(fā)時間長、生產成本高和不能有效應對變異毒株等諸多挑戰(zhàn)。針對上述限制,基于誘騙受體體系的小蛋白藥物成為了新興的新冠大分子藥物。相較于抗體藥物,誘騙受體可通過大腸桿菌直接表達或直接體外合成,支持快速篩選和優(yōu)化工作的同時,有效降低生產成本。同時,鑒于ACE2是主要和重要的新guan病毒功能宿主受體,類似于ACE2結合域的誘騙蛋白能有效防止病毒逃逸和抗原突變的發(fā)生。

 


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在今年的Science Translational Medicine期刊上,研究人員基于之前的誘騙受體藥物和病毒宿主受體的互作結構信息,進一步改造和構建能同時多位點結合病毒的小蛋白藥物(Miniprotein)。新型的Miniprotein能更為模擬真實情況下病毒和細胞受體之間的相互作用,并通過多點互作(M*lency)顯著提高其對病毒蛋白的親和力和抗病毒中和能力,進一步避免免疫副反應的產生。本研究發(fā)現(xiàn)的潛在蛋白藥物TRI2-2,具有*于現(xiàn)有抗體藥物的中和能力,并能有效作用于包括Omicron在內的新冠突變毒株。在模擬新guan病毒感染的小鼠模型上,TRI2-2也展示出有效的預防和治療作用。能模擬病毒感染中多位點結合的小蛋白藥物的出現(xiàn),為抗病毒大分子藥物研發(fā)開拓新的潛在方向和策略。

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治療性給藥下TRI2-2在不同SARS感染小鼠模型上的保護作用


 

 


與傳統(tǒng)的蛋白藥物不同,Miniprotein主要通過多點互作發(fā)揮作用,具有Avidity效應。基于此,該研究使用液相免洗的Alphalisa蛋白互作平臺,開展Competition-based off-rate screening,以離解速率為切入點分析和對比候選Miniprotein的親和力。通過將該篩選技術與和Cell-free protein synthesis (CFPS)工作流偶聯(lián),研究能迅速開展Miniprotein的構建和不同蛋白結構/形式組合的優(yōu)化研究。


 


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結合Alphalisa技術的Cell-free protein synthesis (CFPS)工作流


 

 


基于同樣的篩選方法,研究進一步對比不同形式的Miniprotein和RBD單體或者SARS-CoV-2 S glycoprotein (S6P)三聚體的結合能力?;诎邢虿煌琑BD位點的單體Minibinder (MON1-3),研究構建了同源三聚體TRI系列和異源融合蛋白FUS系列,并利用Alphalisa技術對比其在競爭情況下RBD/S6P-Miniprotein復合物的解離速度。在多點互作的支持下,TRI和FUS對RBD/S6P的結合能力相較于單體Minibinder有顯著提升。同時,基于S6P三聚體的復合物穩(wěn)定性也顯著高于RBD單體。


 

 


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基于Competition-based off-rate screening對比不同Miniprotein靶向RBD/S6P的結合能力

 

在對比野生型RBD結合的基礎上,研究繼續(xù)利用該策略研究Miniprotein對突變體的結合能力。從結果上看,TRI系列,尤其是TRI2-2具有廣譜的突變結合能力,是非常有潛力的新型新冠藥物。


 


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基于Competition-based off-rate screening對比不同Miniprotein靶向攜帶突變的S6P的結合能力


 

 


隨著基因改造技術和合成生物學的成熟,支持多靶點同時作用的新型藥物近年來得到了興起,這也對相應的結合檢測和分析提出了新的挑戰(zhàn)。本案例基于靈活、均相的Alphalisa技術所建立的Competition-based off-rate screening,就是一個很好的應對策略。此外,在小分子藥物研發(fā)領域,結合/解離速率也成為了一個新興的藥物評價和檢測指標。對此,我們提供靈活、便捷的Tag-lite動態(tài)結合分析技術,助力新興小分子藥物研發(fā)。


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利用Tag-lite技術開展小分子藥物動態(tài)結合研究



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