对老鼠甲素B-DARPin 4m3复合物的结构和蛋白质分析揭示了特定物种的结合性决定因素
Miki Zarić1,2, Livija Tušar1,3, Lovro Kramer1
1Molecular and Structural Biology, Department of Biochemistry, Jožef Stefan Institute, SI-1000 Ljubljana, Slovenia.
International journal of molecular sciences
|December 30, 2025
概括
设计的ankyrin重复蛋白 (DARPin) 4m3有选择性地准小鼠cathepsin B (mCatB),提供一种特定物种的治疗策略. 这项研究为药物发现提供了对蛋白酶选择性的见解.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 药物发现 药物发现 药物发现
背景情况:
- 甲素B (CatB) 是一种溶解体蛋白酶,涉及到各种疾病,使其成为关键的治疗点.
- 开发 CatB 的特定物种抑制剂在药物开发中是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了描述设计的氨酸重复蛋白 (DARPin) 4m3对老鼠CatB (mCatB) 与人类CatB (hCatB) 的选择性结合.
- 阐明这种选择性的结构基础,并探索蛋白质酶分析的蛋白质组方法.
主要方法:
- 使用尺寸排除色谱 (SEC),纳米差异扫描度 (nano-DSF) 和表面等离子体共振 (SPR) 来验证mCatB-DARPin 4m3结合.
- X射线晶体学确定了mCatB-DARPin 4m3复合物的1.67 Å结构.
- 使用支持矢量机 (SVM) 的蛋白质组分析确定了内源基质,并评估了裂变相似性.
主要成果:
- DARPin 4m3证明了mCatB的高亲和度结合 (KD = 65.7 nM) 和强大的抑制 (Ki = 26.7 nM),对hCatB没有活性.
- 晶体结构显示了关键残留物 (mCatB中的I65/Q66与hCatB中的S65/M66) 负责DARPin选择性.
- 蛋白质组分析显示mCatB和hCatB之间的裂变相似性更高 (AUC = 0.733) 与mCatB和其他人类甲素相比 (AUC = 0.939-0.965).
结论:
- DARPin 4m3是一种高度选择性的mCatB抑制剂,证明了DARPins在物种特异性蛋白酶向方面的潜力.
- 综合结构和蛋白质组方法,包括SVM,对于分析蛋白酶特异性和推动药物发现有价值.
