自然基金项目Sci Rep文章解析蛇毒蛋白

【字体: 时间:2015年07月15日 来源:中科院

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  近日,中国科学技术大学教授肖卫华研究组和兆科药业(合肥)有限公司合作,利用酵母表达系统成功开发了一种治疗血栓的蛇毒蛋白药物的高效重组制备方法。该研究成果于7月6日在线发表在Scientific Reports上,第一作者为特任副研究员郭雨刚。

  

  近日,中国科学技术大学教授肖卫华研究组和兆科药业(合肥)有限公司合作,利用酵母表达系统成功开发了一种治疗血栓的蛇毒蛋白药物的高效重组制备方法。该研究成果于7月6日在线发表在Scientific Reports上,第一作者为特任副研究员郭雨刚。

  蛇毒抗血小板溶栓素Agkisacutacin(商品名:安菲博肽)为一种新型的GPIb靶向药物,上世纪90年代初由中国科大从皖南尖吻蝮蛇毒液中发现,具有高效抗血小板粘附、聚集的活性。兆科药业(合肥)有限公司于2014年完成了该药物临床II期研究。前期研究结果显示,“安菲博肽”具有显著的抗血小板粘附、聚集的效果,并具有出血倾向小、对血小板数目和功能没有影响、对凝血功能没有影响、免疫原性低等突出的特点,是目前唯一以GPIb为靶点并在临床研究中的抗血栓药物。

  尽管“安菲博肽”在临床研究中表现出了良好的成药性及安全性,但因早期研究开发一直采用天然蛇毒生化提取的方法,存在着潜在安全风险及自然资源限制的问题。为此,兆科药业(合肥)有限公司与中国科大合作,开展基因重组蛇毒抗血小板溶栓素的开发研究。目前,已获得高效表达酵母菌株,建立了中试规模发酵生产工艺和质量控制标准。研究结果显示,基因重组蛇毒抗血小板溶栓素与其天然提取物有高度相似的理化特性及生物活性。基因重组蛇毒抗血小板溶栓素不仅有效解决了自然资源限制的问题,显著降低生产成本,更可解决生化提取方法的潜在安全问题。

  该项研究工作得到了国家自然基金、安徽省自然基金、校青年基金以及兆科药业等项目的支持。

天然提取Agkisacutacin与基因重组Agkisacutacin生产工艺对比

原文摘要:

Balancing the Expression and Production of a Heterodimeric Protein: Recombinant Agkisacutacin as a Novel Antithrombotic Drug Candidate

Agkisacucetin extracted from the venom of Agkistrodon acutus has been demonstrated to be a promising antithrombotic drug candidate in clinical studies due to its function as a novel platelet membrane glycoprotein (GP) Ib inhibitor. Agkisacucetin is a heterodimeric protein composed of α- and β-subunits with seven disulphide bonds. Both subunits form inactive homodimeric products, which cause difficulties for recombinant production. In this study, Agkisacucetin α- and β-subunits were inserted sequentially into the chromosome of Pichia pastoris at the mutant histidinol dehydrogenase gene and ribosomal DNA repeat sites, respectively. By optimizing the gene copies and productivity of each subunit by drug screening, we successfully obtained a recombinant strain with balanced expression of the two subunits. Using this strain, a yield greater than 100 mg/L recombinant Agkisacucetin in fed-batch fermentation was reached. The recombinant Agkisacucetin possessed extremely similar binding affinity to recombinant GPIb and human platelets in in vitro assays, and its ristocetin-induced platelet aggregation activity ex vivo was identical to that of the extracted native Agkisacucetin, demonstrating that the yeast-derived Agkisacucetin could be an effective alternative to native Agkisacucetin. Moreover, this study provides an effective strategy for balancing the expression and production of heterodimeric proteins in P. pastoris.

 

 

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