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技術能導致改善生理傳感器、疾病治療學和診斷試劑

Published on September 3, 2009 at 10:25 AM

美國能源部的研究員 Argonne 國家實驗室開發系統的方法改進抗體的穩定性。 這個技術能導致改善生理傳感器、疾病治療學和診斷試劑和非實驗室應用,包括環境治理。

蛋白質穩定性從原子間的交往網絡出現。 在此蛋白質,網絡被形成,當 Q37,表面氨基酸殘滓,表單與氨基酸殘滓 Y86 的一個氫鍵并且與氨基酸殘滓 D82 配合通過一個跨接的水分子。 鏡像 Raj Pokkuluri。

抗體是人和動物生產的蛋白質防止傳染; 他們也用於診斷和對待有些疾病和檢測毒素和病原生物。 「與抗體的主要問題是他們是脆弱的,并且冷靜溫度控制的環境的短期的外部,做他們的有用性通常被限制到實驗室應用」,說 Argonne 高級生物物理學家弗雷德史蒂文斯,項目的原則調查員。

特別地, 「穩定了抗體,與充分的功能,可能用於診斷,并且在較不比最佳的環境裡可能生存和多年來每次被儲備的檢測工具箱」,史蒂文斯說。 「他們能用於對抗像癌症的疾病。 他們可能也使用作為這個基本類型為可能為像肉毒菌的病原生物不斷地檢測的生理傳感器,蓖麻蛋白和炭疽病在提供病原生物的持續的檢測的安排例如機場和地鐵崗位地點是不目前可能的,因為抗體不可能容忍環境條件」。

Argonne 提供了資助往史蒂文斯』研究。 資助的更加早期的研究國家衛生研究所向顯示穩定抗體是可能的,在小組由史蒂文斯導致意外地發現後自然抗體包含穩定的氨基酸替換。

抗體由四條多縮氨基酸二輕鏈和二條重鏈做成。 這些鏈子由模塊製成叫作恆定和可變的域。 這條光和重鏈其中每一有一個可變的域,一起來形成抗原束縛位置。 由於氨基酸巨大分集在可變的域的,不同的抗體能够配合與目標的一個有效無限的編號。

有時此可變性來以價格; 澱粉質食物形成的輕鏈比他們的正常副本較不穩定的。 然而,甚而澱粉質食物形成輕鏈有改進穩定性的氨基酸替換件。 當七這些氨基酸更改被引入到一個澱粉質食物形成的可變的域,在熱力學穩定性的十億摺疊改善獲得了反射當地蛋白質摺疊的一個更高的比例對展開的蛋白質少校確定抗體儲存期限。

「我們的在此精細層的工作有教我們抗體安定是可能,但是我們需要發現,如果抗體可能被穩定,无需減弱他們的功能和如此執行與中等實驗投資」,史蒂文斯說。 最近的工作建議這些目標是可能地可達成的。 積極改進一個另外抗體可變的域的穩定性, Argonne 研究員草擬 11 候選人氨基酸更改一個最後的名單。 四氨基酸更改在原始域改進了抗體穩定性和,當一起結合,他們提供了在穩定性的 2,000 摺疊改善。

使用一個功能抗體片段的繼續採取的行動實驗能可比較改進抗體穩定性,沒有抗體功能損失。 兩個實驗需要大約一個月完成而不是為多數蛋白質安定項目的可能地無限制的需時。

有熱力學穩定性和耐熱性之間的相關性; 在熱力學穩定性的十億摺疊改善增加了蛋白質的熱變電阻對加熱,造成 「熔化的溫度」大約 160 華氏度。 「然而,未回答的是確信關於改進任何抗體的穩定性被生成一個特殊目標是否是可能的」,史蒂文斯說。 「我們的研究表明抗體的安定是可能的。 我們預計生成數據在不久的將來引導每將來的抗體的安定可能是可能的」。

技術轉讓 Argonne 的辦公室有效地尋找從行業的參與准許以及資助的此技術的更加進一步的發展的。

Last Update: 25. January 2012 02:03

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