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技术能导致改善生理传感器、疾病治疗学和诊断试剂

Published on September 3, 2009 at 10:25 AM

美国能源部的研究员 Argonne 国家实验室开发系统的方法改进抗体的稳定性。 这个技术能导致改善生理传感器、疾病治疗学和诊断试剂和非实验室应用,包括环境治理。

蛋白质稳定性从原子间的交往网络出现。 在此蛋白质,网络被形成,当 Q37,表面氨基酸残滓,表单与氨基酸残滓 Y86 的一个氢键并且与氨基酸残滓 D82 配合通过一个跨接的水分子。 镜象 Raj Pokkuluri。

抗体是人和动物生产的蛋白质防止传染; 他们也用于诊断和对待有些疾病和检测毒素和病原生物。 “与抗体的主要问题是他们是脆弱的,并且冷静温度控制的环境的短期的外部,做他们的有用性通常被限制到实验室应用”,说 Argonne 高级生物物理学家弗雷德史蒂文斯,项目的原则调查员。

特别地, “稳定了抗体,与充分的功能,可能用于诊断,并且在较不比最佳的环境里可能生存和多年来每次被储备的检测工具箱”,史蒂文斯说。 “他们能用于对抗象癌症的疾病。 他们可能也使用作为这个基本类型为可能为象肉毒菌的病原生物不断地检测的生理传感器,蓖麻蛋白和炭疽病在提供病原生物的持续的检测的安排例如机场和地铁岗位地点是不目前可能的,因为抗体不可能容忍环境条件”。

Argonne 提供了资助往史蒂文斯’研究。 资助的更加早期的研究国家卫生研究所向显示稳定抗体是可能的,在小组由史蒂文斯导致意外地发现后自然抗体包含稳定的氨基酸替换。

抗体由四条多缩氨基酸二轻链和二条重链做成。 这些链子由模块制成叫作恒定和可变的域。 这条光和重链其中每一有一个可变的域,一起来形成抗原束缚位置。 由于氨基酸巨大分集在可变的域的,不同的抗体能够配合与目标的一个有效无限的编号。

有时此可变性来以价格; 淀粉质食物形成的轻链比他们的正常副本较不稳定的。 然而,甚而淀粉质食物形成轻链有改进稳定性的氨基酸替换件。 当七这些氨基酸更改被引入到一个淀粉质食物形成的可变的域,在热力学稳定性的十亿折叠改善获得了反射当地蛋白质折叠的一个更高的比例对展开的蛋白质少校确定抗体储存期限。

“我们的在此精细层的工作有教我们抗体安定是可能,但是我们需要发现,如果抗体可能被稳定,无需减弱他们的功能和如此执行与中等实验投资”,史蒂文斯说。 最近的工作建议这些目标是可能地可达成的。 积极改进一个另外抗体可变的域的稳定性, Argonne 研究员草拟 11 候选人氨基酸更改一个最后的名单。 四氨基酸更改在原始域改进了抗体稳定性和,当一起结合,他们提供了在稳定性的 2,000 折叠改善。

使用一个功能抗体片段的继续采取的行动实验能可比较改进抗体稳定性,没有抗体功能损失。 两个实验需要大约一个月完成而不是为多数蛋白质安定项目的可能地无限制的需时。

有热力学稳定性和耐热性之间的相关性; 在热力学稳定性的十亿折叠改善增加了蛋白质的热变电阻对加热,造成 “熔化的温度”大约 160 华氏度。 “然而,未回答的是确信关于改进任何抗体的稳定性被生成一个特殊目标是否是可能的”,史蒂文斯说。 “我们的研究表明抗体的安定是可能的。 我们预计生成数据在不久的将来引导每将来的抗体的安定可能是可能的”。

技术转让 Argonne 的办公室有效地寻找从行业的参与准许以及资助的此技术的更加进一步的发展的。

Last Update: 13. January 2012 13:54

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