ChemBioChem:通过轻链Q166C突变实现单步骤定点抗体偶联

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抗体偶联药物(ADC)是生物药物研发热点之一,ADC药物生产工艺复杂,质量控制点多,控制难度高。半胱氨酸上的巯基是偶联常用的活性基团,包括链间二硫键还原后半胱氨酸上的巯基,以及定点突变或插入的半胱氨酸上的巯基等。在这些应用中,巯基一般在细胞培养阶段处于氧化状态,以二硫键形式与抗体上的其它半胱氨酸或者与游离半胱氨酸相结合。纯化后的抗体需要经还原、部分氧化、换液等步骤来活化巯基,进而用于后续偶联反应。沈阳药科大学马宁宁课题组发现抗体轻链166位的谷氨酰胺在被突变成半胱氨酸后(Q166C),半胱氨酸上的巯基在细胞培养过程中可以保持活性,经纯化后可直接用于偶联反应,从而简化抗体偶联药物的生产工艺,实现抗体的单步骤定点偶联。


作者将Q166C突变后的贝伐单抗(Ava-166C)通过一个含有马来酰亚胺基团的连接子与一个血管生成素2(Ang2)特异性结合的多肽进行单步骤偶联,得到一个同时结合VEGF和Ang2的双特异性分子(Ava-Plus)。由于VEGF和Ang2都具有促进新生血管生成的作用,同时中和VEGF和Ang2可能会有更强的抑制新生血管生成的效果。首先Q166C突变及之后的多肽偶联没有影响贝伐单抗对VEGF的高亲和力。在体外人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)迁移实验和小鼠人结直肠肿瘤细胞COLO 205异种移植模型中,Ava-Plus显示出比贝伐单抗更强的抑制效果,初步实现了Ava-Plus分子构建的目的,也初步验证了Q166C的成药性。


轻链166位的谷氨酰胺在治疗性抗体上高度保守,Q166C突变具有扩展至其它抗体的潜力。



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图A :分子设计;图B:偶联前的贝伐单抗(Ava-166C)质谱分子量;图C:偶联之后的贝伐单抗质谱分子量(Ava-Plus);图D:Q166C突变后及偶联多肽后的贝伐单抗保持对VEGF的高亲和力;图E:Ava-Plus具有比贝伐单抗更强的肿瘤抑制效果。

文信息

Light Chain Q166C Mutation Permits One-step Site Specific Conjugation on Monoclonal Antibodies

Mingying Li, Chunyu Song, Jiayun Li, Junting Min, Lei Cao, Lin Wang, Dr. Ningning Ma


ChemBioChem

DOI: 10.1002/cbic.202200780




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