Aplicación práctica:
1.Estabilidad mejorada
Mejorar la estabilidad de las proteínas incluye los siguientes aspectos: (1) prolongar la vida media de las enzimas;
(2) mejorar la estabilidad térmica de las enzimas;
(3) prolongar la vida útil de las proteínas medicinales;
(4) Resistir la pérdida de actividad causada por la oxidación de aminoácidos importantes.
La glucosa isomerasa (GI) se usa ampliamente en la industria para mejorar su estabilidad térmica, Zhu Guoping et al. determinó que la glicina en la posición 138 (Gly138) era el aminoácido diana, y luego usó el método de doble cebador para mutar el gen GI mediante mutagénesis dirigida al sitio in vitro, reemplazando Gly138 con prolina (Pro138), y el plásmido recombinante que contenía el mutante fue expresado en Escherichia coli, y los resultados mostraron que la vida media térmica del GI mutante era dos veces más larga que la del tipo salvaje, la temperatura de reacción óptima se incrementó entre 10 y 12 °C y la actividad específica de la enzima fue la mismo. Según el análisis, después de que Pro reemplaza a Gly138, puede deberse a la introducción de un anillo de pirrol, que puede llenar el agujero cerca de Gly138, haciendo que la estructura espacial de la proteína sea más rígida, mejorando así la estabilidad térmica de la enzima.
2.Proteínas de fusión
La estructura de linealidad de 5 péptidos N-terminal de la encefalina (Enk) es una región funcional esencial que se une a los receptores δ, y el interferón (IFN) es una citocina antiviral y antitumoral de amplio espectro. Li Mengfeng et al. sintetizó químicamente la región codificante del péptido EnkN-terminal 5, que estaba unida al gen α3 IFN humano a través de una región codificante de 1 péptido, y expresó esta proteína de fusión en Escherichia coli. Se utilizaron como modelos células de adenocarcinoma de colon humano in vitro y células de glioma multiforme, y la actividad inhibidora de la proteína de fusión fue significativamente mayor que la del IFN solo mediante el método de incorporación de nucleósido 3H-timina, y el aumento de la actividad inhibidora estuvo mediado por Enk. región guía mediante el ensayo de bloqueo de la competencia de naloxona.
3.Actividad alterada
Por lo general, entre 30 y 60 minutos después de las comidas, el contenido de insulina en la sangre humana alcanza su punto máximo y vuelve al nivel básico en 120 a 180 minutos. Sin embargo, el uso clínico actual de preparaciones de insulina sólo alcanza su punto máximo 120 minutos después de la inyección y dura entre 180 y 240 minutos, lo que es inconsistente con las condiciones fisiológicas humanas. Los experimentos han demostrado que la insulina existe en forma de dímeros en concentraciones elevadas (superiores a 10-5 mol/l) y principalmente en forma monomérica en concentraciones bajas (inferiores a 10-9 mol/l). La insulina de acción rápida está diseñada para evitar la formación de agregados de insulina. La estructura y propiedades del factor de crecimiento similar a la insulina I (IGF-I) tienen un alto grado de homología y similitud estructural tridimensional con la insulina, pero el IGF-I no forma un dímero. La secuencia de aminoácidos B28-B29 en el dominio B de IGF-I (correspondiente a la cadena B de insulina) está invertida en comparación con B28-B29 de la cadena B de insulina. Por lo tanto, la cadena B de insulina se cambió a B28Lys-B29Pro para obtener insulina monomérica de acción rápida. Esta insulina de acción rápida ha sido probada clínicamente.
4.Modificación de enzimas anticancerígenas.
Gene therapy for cancer is divided into two aspects: drugs act on cancer cells to specifically inhibit or kill cancer cells, and drugs protect normal cells from chemical drugs, which can increase the dose of chemotherapy. HERPES VIRUS (HSV) THYMINE KINASE (TK) CAN CATALYZE THE PHOSPHORYLATION OF THYMINE AND OTHER STRUCTURAL ANALOGUES SUCH AS GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR ACYCLIC GUANOSINE. THE LACK OF A 3′ HYDROXYL GROUP IN GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR ALLOWS IT TO STOP DNA SYNTHESIS AND THUS KILL CANCER CELLS. THE ABILITY OF HSV-TK TO CATALYZE GANCICLOVIR AND ACYCLOVIR CAN BE IMPROVED BY GENETIC MUTATIONS. One was screened from a large number of random mutations, and 6 amino acids were replaced near the active site of the enzyme, and the catalytic capacity was increased by a factor of 43 and 20, respectively. O6-alkyl-guanine is the main mutagen and cytotoxin formed by the treatment of DNA with alkylating agents, including nitroso drugs for chemotherapy, so the dosage of these nitroso drugs is limited. O6-alkylguanine-DNA alkyltransferase (AGT) removes the alkyl group on guanine O6 and plays a protective role. Human AGT was expressed and protected in murine bone marrow cells by reverse viral transfection. Through mutation treatment, some positive mutant AGT genes were obtained, and the activity was higher than that of the wild type, and it was found that the 6th proline in one mutant gene was replaced by alanine.
5.Anticuerpos quiméricos
Las inmunoglobulinas tienen forma de Y y constan de dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras unidas entre sí mediante enlaces disulfuro. Cada cadena se puede dividir en una región variable (terminal N) y una región constante (terminal C), con el sitio de adsorción de antígenos en la región variable y el sitio de adsorción de citotoxinas u otros factores funcionales en la región constante. Tres partes de cada región variable son altamente variables en la secuencia de aminoácidos, en la estructura tridimensional hay una estructura suelta al final del pliegue β (CDR), que es el sitio de unión del antígeno, y el resto es el soporte. estructura del CDR. La estructura CDR de diferentes especies se conserva, lo que permite diseñar el anticuerpo mediante ingeniería de proteínas. El sistema inmunológico humano rechaza los anticuerpos monoclonales murinos y no se aprovechan sus posibles beneficios terapéuticos. Los anticuerpos quiméricos son la región constante del anticuerpo monoclonal de ratón reemplazada por la región constante del anticuerpo humano, de modo que su inmunogenicidad se reduce significativamente. Por ejemplo, Mab17-1A, un anticuerpo monoclonal utilizado para el tratamiento del adenocarcinoma de recto (COLORECTALADENOCARCINOMA). Aunque los anticuerpos quiméricos todavía tienen problemas de inmunógeno, varios anticuerpos quiméricos han pasado ensayos clínicos. El llamado anticuerpo humanizado consiste en injertar la región de adsorción del antígeno en el anticuerpo humano, de modo que la cadena peptídica exógena del anticuerpo se reduce al mínimo y se minimiza la inmunogenicidad. Sin embargo, cuando la CDR sólo se transduce a anticuerpos humanos, su capacidad de adsorción de antígeno es muy pequeña y se deben transportar varios residuos de aminoácidos estructurales para mantener la capacidad de adsorción original. De esta forma, existe una contradicción entre inmunogenicidad y adsorción de antígenos. La sustitución de aminoácido por aminoácido o el análisis in silico pueden reducir la inmunogenicidad tanto como sea posible manteniendo la adsorción original. CAMPATH-1H, el primer anticuerpo humano utilizado clínicamente para el tratamiento de la enfermedad linfogranulomatosa y la artritis reumatoide, tiene una respuesta inmune en más de la mitad de los pacientes, a pesar de su notable eficacia. Sin embargo, otros anticuerpos humanizados, como el ANTI-CD33 para el tratamiento de la leucemia espinal, tienen respuestas inmunitarias insignificantes.
Perspectivas de desarrollo:
La ingeniería de proteínas es un campo en crecimiento. Las capacidades de la ingeniería de proteínas han revolucionado la atención sanitaria, la industria, la investigación y el desarrollo. En este artículo, resumimos la tendencia de desarrollo actual de la ingeniería de proteínas y mostramos que la modificación de proteínas no solo se desarrolla desde métodos tradicionales a métodos nuevos, sino que también proporciona nuevas formas para muchas proteínas nuevas con nuevas propiedades y aplicaciones. Esta revisión proporciona a los lectores información sobre los enfoques recientes y el alcance de la ingeniería de proteínas y la mejor manera de utilizar estos métodos. También destaca la importancia de la ingeniería de proteínas en el futuro y arroja luz sobre varios de estos métodos que pueden optimizarse y explorarse bien para la producción de proteínas modificadas a nivel industrial. Está claro que con la rápida aparición de nuevos métodos y vías en esta área, la ingeniería de proteínas pronto puede volverse tan importante como el ajuste del ADN para diseñar de manera eficiente actividades y funciones específicas en las proteínas.
Acerca de BaiLun Biotecnología Co., Ltd.:
BaiLun Biotechnology Co., Ltd. stands as a leading supplier and premier technical service provider, specializing in the provision of comprehensive bioreactor systems and advanced control solutions. Our extensive product line encompasses a wide array of offerings, ranging from bioreactors (fermenters) to animal cell bioreactors, biological shakers, and control systems tailored for bioprocessing applications. With a capacity spanning from 0.1L to 1000KL, we are committed to fostering the growth of China’s bioreactor industry on a global scale.
En BaiLun, we boast a seasoned team of engineers equipped with profound expertise in fermentation processes, biochemical equipment, and chemical technology. Moreover, we actively engage nationally renowned experts and scholars as technical consultants, ensuring the robust technological underpinnings of our products. Central to our ethos is a relentless pursuit of product innovation and technological leadership, all geared towards guaranteeing utmost customer satisfaction. We hold ourselves accountable to prioritize customer benefits, embodying this commitment as the cornerstone of Bailun Company’s core values.
Nuestra diversa cartera de productos está meticulosamente diseñada para satisfacer las demandas multifacéticas de nuestra clientela. Desde el principio, hemos defendido los principios de supremacía de la calidad, centrado en el cliente y operaciones impulsadas por la integridad. Es nuestra inquebrantable dedicación para satisfacer las necesidades cambiantes de nuestros clientes lo que nos impulsa hacia adelante. Aceptando la marea de la globalización económica, extendemos una invitación genuina a colaborar con empresas de todo el mundo, con el objetivo de lograr la prosperidad y el éxito mutuos.
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