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Technik Konnte Führen, um Biosensors, Krankheits-Therapeutik und DiagnoseReagenzien Zu Verbessern

Published on September 3, 2009 at 10:25 AM

Forscher an der US-Abteilung von das Argonne-Nationalem Laboratorium der Energie haben eine systematische Methode entwickelt, um die Stabilität von Antikörpern zu verbessern. Die Technik konnte führen, um Biosensors, Krankheitstherapeutik und Diagnosereagenzien und Nichtlaboranwendungen, einschließlich Umweltsanierung zu verbessern.

Proteinstabilität ergibt sich aus Netzen der inter-Atominteraktion. In diesem Protein wird ein Netz wenn Q37, ein Oberflächenaminosäurerückstand, Formulare ein Wasserstoffanleihe mit Aminosäurerückstand Y86 gebildet und einwirkt auf Aminosäurerückstand D82 durch ein Hohlraumbildungswassermolekül. Bildhöflichkeit Raj Pokkuluri.

Antikörper sind die Proteine, die durch Menschen und Tiere produziert werden, um gegen Infektion zu verteidigen; sie sind auch gewohnt, einige Krankheiten zu bestimmen und zu behandeln und Giftstoffe und Krankheitserreger zu entdecken. „Der Hauptpunkt mit Antikörpern ist, dass sie zerbrechlich sind und die kurzlebige Außenseite von kühleren temperaturgeregelten Umgebungen, ihre Nützlichkeit machend normalerweise begrenzt auf Laboranwendungen,“ sagte älteren Biophysiker Fred Stevens, der Prinzipforscher Argonne des Projektes.

Speziell „stabilisierte Antikörper, mit voller Funktionalität, könnte in der Diagnose verwendet werden und Befundsätze, die in den kleiner als optimalen Umgebungen überleben und für Jahre auf einmal Vorratshaltung können,“ sagte Stevens. „Sie konnten verwendet werden, um Krankheiten wie Krebs zu bekämpfen. Sie können als die Basis auch verwendet werden für Biosensors, die für Krankheitserreger wie Botulinum kontinuierlich entdecken können, Ricin und Anthrax in den Plätzen wie Flughäfen und Untergrundbahn Stationeinbauorten, in denen es nicht aktuell möglich ist, laufenden Befund von Krankheitserregern zur Verfügung zu stellen, weil Antikörper die Umweltbedingungen nicht zulassen können.“

Argonne hat Finanzierung in Richtung zu Stevens' Forschung zur Verfügung gestellt. Die Frühere Forschung, die von den Nationalen Instituten der Gesundheit finanziert wurde, zeigte, dass es möglich war, Antikörper zu stabilisieren, nachdem ein Team durch Stevens entdeckte unerwartet führte, dass natürliche Antikörper stabilisierenden Aminosäureaustausch enthalten.

Antikörper bestehen vier Polypeptide-zwei helle Ketten und zwei schwere Ketten. Diese Ketten bestehen die Blöcke, die bekannt sind als die konstanten und variablen Gebiete. Die Leuchte und die schwere Kette jede haben ein variables Gebiet, die zusammen kommen, die Antigenbindungsstelle zu bilden. Wegen der großen Vielfalt von Aminosäuren in den variablen Gebieten, sind verschiedene Antikörper zum Einwirken auf eine effektiv unbegrenzte Anzahl von Zielen fähig.

Manchmal kommt diese Variabilität zu einem Preis; die Amyloid-bildenden hellen Ketten waren weniger stabil als ihre normalen Kollegen. Jedoch sogar Amyloid-bildend haben helle Ketten Aminosäuresubstitutionen, die Stabilität verbessern. Als sieben dieser Aminosäureänderungen in ein Amyloid-bildendes variables Gebiet eingeführt wurden, wurde eine Milliardefalte Verbesserung in der thermodynamischen Stabilität ein viel höheres Verhältnis von Falten des nativen Proteins an aufgeklappten Proteine-ein Major mitteilend erreicht, der von der Antikörperhaltbarkeitsdauer bestimmt ist.

„Unsere Arbeit auf diesem ausführlichen Niveau hatte uns beigebracht, dass dass Antikörperstabilisierung möglich, aber wir ist, musste, wenn Antikörper, ohne ihre Funktion, konnten zu kompromittieren stabilisiert werden und mit mäßiger experimenteller Investition so tun,“ Stevens herausfinden sagte. Rezente Arbeit schlägt vor, dass diese Ziele möglicherweise erreichbar sind. Um die Stabilität eines variablen Gebietes des unterschiedlichen Antikörpers proaktiv zu verbessern, stellten Argonne-Forscher eine kurze Liste von 11 Bewerberaminosäureänderungen auf. Vier der Aminosäureänderungen verbesserten Antikörperstabilität und als zusammen kombiniert im ursprünglichen Gebiet, sie, lieferten eine Verbesserung mit 2.000 Falten in der Stabilität.

Ein Experiment des frontalen Nachdrängens unter Verwendung eines Funktionsantikörperfragments war in der Lage, Antikörperstabilität, ohne Verlust der Antikörperfunktionalität vergleichbar zu verbessern. Beide Experimente benötigten ungefähr einen Monat, um anstelle der möglicherweise offenen Zeit durchzuführen, die für die meisten Proteinstabilisierungsprojekte benötigt wurde.

Es gibt eine Wechselbeziehung zwischen thermodynamischer Stabilität und Wärmebeständigkeit; die Milliardefalte Verbesserung in der thermodynamischen Stabilität erhöhte den thermischen Widerstand des Proteins auf das Heizen, mit dem Ergebnis einer „Schmelztemperatur“ von ungefähr 160 Graden Fahrenheit. „Jedoch, noch, ob es möglich ist, hinsichtlich des Verbesserns der Stabilität irgendeines Antikörpers überzeugt zu sein, der gegen ein bestimmtes Ziel erzeugt wird,“ ist Stevens sagte unbeantwortet. „Unsere Forschung zeigt an, dass Stabilisierung von Antikörpern möglich ist. Wir stehen vor, dass es möglich sein könnte, die Daten zu erzeugen, um Stabilisierung jedes zukünftigen Antikörpers in naher Zukunft zu führen.“

Argonnes Büro des Technologie-Transfers sucht aktiv Teilnahme von der Industrie für das Genehmigen sowie die Finanzierung für weitere Entwicklung dieser Technologie.

Last Update: 13. January 2012 19:30

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