综述:天然蛋白质的位点选择性修饰

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:TRENDS IN Chemistry 14.0

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  本文聚焦天然蛋白质的位点选择性修饰,这种修饰无需基因工程或复杂化学程序,能精准分析蛋白质功能、应用于治疗。相关技术进步提高了修饰选择性,还能制备均一的抗体 - 药物偶联物(ADCs),在多领域有广泛应用前景。

  

天然蛋白质位点选择性修饰的重要意义


天然蛋白质的位点选择性修饰在化学生物学、生物技术和医学领域意义重大。它能在不改变蛋白质天然结构与功能的前提下,对其进行精准修饰,这使得深入研究蛋白质的功能成为可能。而且,这种修饰策略避免了基因工程或复杂化学程序,极大地简化了操作流程。

相关技术及优势


  1. 邻近标记技术:该技术可在体外(in vitro)和细胞环境中精准靶向特定残基。在体外实验时,能精确地对目标蛋白质的特定位置进行修饰,让研究人员更清晰地观察蛋白质局部结构与功能的关系;在细胞内,也能特异性地标记目标蛋白质的特定位点,为研究细胞内蛋白质的动态变化提供有力工具,从而拓展了蛋白质修饰的研究范围。
  2. 配体导向(LD)和关键方法学:这些技术显著提高了修饰的选择性。它们就像是给修饰过程装上了 “导航仪”,可以准确找到目标修饰位点,减少对其他位点的干扰,使得修饰更加精准有效。
  3. 无配体和辅助基团技术:针对赖氨酸(Lys)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)和末端氨基酸的无配体和辅助基团技术,克服了传统化学修饰的诸多限制。传统化学修饰可能会因为特异性不强,导致在修饰目标氨基酸时,误修饰其他氨基酸,影响蛋白质的正常功能。而这些新技术能够更准确地识别目标氨基酸,实现高效、特异的修饰。

在抗体 - 药物偶联物(ADCs)制备中的应用


位点选择性修饰方法为制备均一的抗体 - 药物偶联物(ADCs)提供了便利。通过精确控制修饰位点,可以制备出具有明确药物 - 抗体比率(DARs)的 ADCs。这种均一性对于提高 ADCs 的治疗效果和一致性至关重要。比如,当 DARs 处于一个合适且稳定的值时,ADCs 在体内的疗效会更稳定,副作用也能得到更好的控制,这为癌症等疾病的治疗带来了新的希望。

在不同领域的广泛应用


位点选择性修饰技术在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。在基础研究中,科研人员可以利用它深入探究蛋白质的结构与功能关系,了解蛋白质在细胞信号传导、代谢调控等生理过程中的具体作用机制;在生物技术领域,该技术有助于开发新型生物传感器、生物催化剂等;在治疗开发方面,除了 ADCs,还能为其他新型治疗药物的研发提供技术支持,推动个性化医疗的发展。

未来展望


随着蛋白质修饰技术的不断进步,未来我们对复杂生物系统的理解将更加深入。这不仅有助于揭示更多生命过程的奥秘,还能加速下一代治疗药物的开发,为解决目前尚未满足的重大医疗需求提供新的思路和方法。例如,在攻克一些疑难杂症时,基于位点选择性修饰技术开发的新型药物可能会发挥关键作用,为患者带来新的治疗选择和希望。

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