共享α-螺旋嵌合affibody实现无连接肽双特异性蛋白质设计

《Cell Chemical Biology》：Shared α-helix chimeraffibodies enable linker-free bispecific protein design

【字体：大中小】 时间：2026年10月27日 来源：Cell Chemical Biology 9.0

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　　意义多功能蛋白质通常通过将独立的功能结构域连接在一起来构建，但柔性连接方式使得这些分子难以控制、表征和优化。在此，我们提出了AlphaSync，一种结构引导的设计框架，该框架通过共享α螺旋结构的一部分来整合蛋白质功能，而不是使用柔性连接子将它们连接起来。这种方法允许将蛋白质结

意义

多功能蛋白质通常通过将独立的功能结构域连接在一起来构建，但柔性连接方式使得这些分子难以控制、表征和优化。在此，我们提出了AlphaSync，一种结构引导的设计框架，该框架通过共享α螺旋结构的一部分来整合蛋白质功能，而不是使用柔性连接子将它们连接起来。这种方法允许将蛋白质结构域之间的相对排列直接设计到分子本身中。以HER2结合蛋白和白蛋白结合蛋白为测试案例，AlphaSync生成了紧凑的Chimeraffibody，该分子在保留两种结合功能的同时，表现出更优的结构定义、更有利的体内分布以及相比基于连接子的对照，更低的免疫激活指标。除这一实例外，本研究还确立了一种将多种蛋白质功能组织在单一紧凑架构中的实用策略，在成像剂设计、靶向治疗药物以及其他工程化蛋白质系统等领域具有潜在应用前景。

亮点

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AlphaSync实现了α螺旋结合结构域的无连接子融合

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螺旋共享在一个支架中保留了HER2和HSA的双重识别能力

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Chimeraffibody 861CM改善了肿瘤定位和生物分布

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几何引导设计在保留功能的同时降低了免疫原性风险

摘要

小蛋白质支架能够实现精确定位，但往往依赖柔性连接子，从而增加了构象异质性和免疫原性风险。在此，我们开发了Chimeraffibody（CABs），一种无连接子的双特异性支架类别，通过无缝α螺旋共享来编码结构域间的几何关系。CABs由AlphaSync设计，AlphaSync是一种结构设计框架，通过闭合式穷举局部刚性体叠加定义结构域方向，并利用基于ProteinMPNN的序列优化进行改进。使用HER2结合affibody和白蛋白结合结构域，我们生成了861CM，该分子在保持亲本表位的同时，实施了明确的共享螺旋架构。结构分析、生物物理和细胞分析表明，该分子具有稳定的组装特性、协同的目标招募能力和保留的亲和力，在白蛋白结合状态下HSA结合亲和力约为14.3 pM，HER2结合亲和力为610 pM。体内成像显示，该分子具有持久的肿瘤定位能力、降低的肝肾背景信号以及改善的器官与肿瘤对比度。CABs将螺旋共享确立为一种几何编码策略，用于生成紧凑、均一且药代动力学优化的双特异性蛋白质。