ACS Chem. Biol. | 位点特异性化学酶偶联策略实现靶向蛋白质的降解

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给大家分享ACS chemical biology上的这篇文章,文章的通讯作者是来自马里兰大学的Lai-Xi Wang教授,这篇文章作者开发了高亲和力 M6P 聚糖配体与抗体的位点特异性化学酶偶联策略,实现了靶向蛋白质的降解。


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      2020 年,Bertozzi 教授课题组报道了一种新的溶酶体靶向嵌合体LYTAC。LYTAC 嵌合体是由连接了多肽的一个小分子或特定抗体组成,该多肽携带多个 C 连接的 6-磷酸甘露糖 (M6Pn) 基团,用于和细胞膜表面的阳离子非依赖性甘露糖-6-磷酸受体 (CI-MPR) 相互作用,该受体属于细胞表面溶酶体靶向受体 (LTR) 家族,能够促进蛋白质向溶酶体的转运;小分子或者特定抗体与靶蛋白结合,实现了在溶酶体中靶向降解细胞外和细胞膜蛋白。然而,第一代基于 CI-MPR 的 LYTAC 依赖于含 M6P 的多肽与抗体的随机偶联,合成的含 M6P 的多肽也是异质的,导致异质的抗体-配体缀合物,使下游构效关系研究和药代动力学分析变得复杂。


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      本文作者开发了一种有效的化学酶促方法,该方法能够将高亲和力 6-磷酸甘露糖 (M6P) 聚糖配体与抗体实现一步和位点特异性偶联,产生均一的抗体-M6P聚糖缀合物,用于靶向降解膜相关蛋白,而无需改造蛋白质或者引入“非天然”的传统点击反应。作者使用曲妥珠单抗和西妥昔单抗作为模型抗体,筛选了一系列的糖苷内切酶,发现野生型糖苷内切酶 S (Endo-S) 可以有效地进行抗体去糖基化,同时将 M6P-聚糖从合成的 M6P-聚糖恶唑啉转移到去糖基化抗体中,以一步法形式提供结构明确且均一的抗体-M6P 聚糖缀合物。使用野生型 Endo-S2 进行去糖基化,然后使用 Endo-S2 突变体 (D184M) 进行转糖基化的两步法也可以有效地提供 M6P 聚糖-抗体偶联物。该化学酶促方法的位点特异性表现在,当 Fc 和 Fab 结构域都被糖基化时,只对 Fc结构域的聚糖修饰具有高度特异性的重塑能力。而且SPR 结合分析表明,性质均一的M6P-抗体偶联物对阳离子非依赖性 6-磷酸甘露糖受体 (CI-MPR) 具有纳摩尔水平的高结合亲和力。基于细胞的初步测定表明,M6P-曲妥珠单抗和 M6P-西妥昔单抗偶联物能够分别选择性地降解膜相关的 HER2 和 EGFR。


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      总之,这种策略有望广泛应用于基于抗体的溶酶体靶向降解细胞外和细胞膜蛋白。


文章作者:ZX

责任编辑:WXH

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.1c00751

文章引用:https://doi.org/10.1021/acschembio.1c00751


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