変異分子量オリゴサッカリドによるヘモグロビン部位選択的グリコシライゼーション:PEGylationの潜在的な代替方法
Thomas J Styslinger1, Ning Zhang, Veer S Bhatt
1Department of Chemistry, The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, USA.
Journal of the American Chemical Society
|April 12, 2012
まとめ
研究者らは,ポリエチレングリコール (PEG) 溶解の潜在的な代替品として,新しいグリコシル化方法を開発しました. この技術は,様々な炭水化物によるサイト選択的なタンパク質改変を可能にし,薬剤の投与と安定性を高めます.
科学分野:
- バイオコンジューゲーション 化学 化学
- タンパク質の修飾 タンパク質の修飾
- 炭水化物の化学 炭水化物の化学
背景:
- ポリエチレングリコール (PEG) 酸化はタンパク質の循環時間を高めますが,代替品はありません.
- タンパク質の改変のための新しい方法の開発は,先進的な治療法にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- 新しく,迅速で,部位選択的なタンパク質グリコシル化方法を導入する.
- タンパク質の薬理動態を改善するために,PEGylationの実行可能な代替案を提供すること.
- 大型グリカンに対する方法の適用性を実証し,タンパク質の特性への影響を調査する.
主な方法:
- サイトセレクティブのタンパク質グリコシル化のための保護グループフリーメソッドを開発した.
- タンパク質改変のために最大1万MWの炭水化物を利用した.
- この方法を生体物理特性評価のためにヘモグロビン (Hb) に適用した.
主要な成果:
- 様々な炭水化物によるヘモグロビンのサイト選択性グリコシル化が成功しました.
- 大型グリカン (~10,000MWまで) との方法の互換性を実証しました.
- ヘモグロビンの生体物理特性に対するグリカンサイズがインビトロで与える影響を調査した.
結論:
- 新規のグリコシル化技術は,PEGylationに多用途な代替手段を提供している.
- この方法は,従来の炭水化物保護戦略を回避し,プロセスを簡素化しています.
- 大量の炭水化物を用いたサイト選択性グリコシライゼーションは,治療用途のためにタンパク質の性質を変更する可能性を示している.
関連する概念動画
01:24Oligosaccharide Assembly
Protein glycosylation starts in the ER lumen and continues in the Golgi apparatus. Glycosyltransferases catalyze the addition of sugar molecules or glycosylation of proteins. Usually, these enzymes add sugars to the hydroxyl groups of selected serine or threonine residues to form O-linked glycans or the amino groups of asparagine residues to form N-linked glycans. Different positions on the same polypeptide chain can contain differently linked glycans.
Multiple sugar molecules that may or may...
Multiple sugar molecules that may or may...
01:25Protein Glycosylation
Glycosylation, the most common post-translational modification for proteins, serves diverse functions. Adding sugars to proteins makes the proteins more resistant to proteolytic digestion. Glycosylated proteins can act as markers and receptors to promote cell-cell adhesion. Additionally, they have many essential quality control functions in the cell, such as correct protein folding and facilitating transport of misfolded proteins to the cytosol, which can be degraded.
Glycosylation occurs in...
Glycosylation occurs in...
01:05Proteoglycans
Glycans, a class of complex heterogeneous molecules, can be covalently attached to proteins to form glycosylated proteins that regulate various physiological and pathological processes. Glycosylated proteins or glycoproteins comprise N-linked and O-linked oligosaccharides. O-glycosylation is the most common type of protein glycosylation. Here, glycans attach to the oxygen atom of the hydroxyl groups of Serine or Threonine residues. O-linked glycosylation occurs later in protein processing,...
01:26Protein Modifications in the RER
Modification of secretory and transmembrane proteins entering the rough ER begins in the ER lumen. These modifications aid in protein folding and stabilize the acquired tertiary structure. Protein modifications in the rough ER co-occur at different stages of protein folding.
Broadly, these modifications can be categorized into four main categories — glycosylation, formation of disulfide bonds, assembly of protein subunits, and specific proteolytic cleavages like removal of signal sequences.
Broadly, these modifications can be categorized into four main categories — glycosylation, formation of disulfide bonds, assembly of protein subunits, and specific proteolytic cleavages like removal of signal sequences.