一種生物工程精氨酸消耗酶，可作為抗癌的長效治療劑

2023/03/24

摘要

l -精氨酸(L-Arg)耗竭在癌癥治療中引起了廣泛的關注。雖然精氨酸減亞胺酶(ADI)和人精氨酸酶I這兩種精氨酸消耗酶正在進行臨床試驗，但聚乙二醇化的隨機位點、重金屬輔助因子的低療效以及免疫原性限制了這些藥物的性能，導致難以均質生產。在這里，我們篩選了10個催化金屬離子，通過將Cys45殘基偶聯到peg -馬來酰亞胺上，成功地產生了一個位點特異性的單聚乙二醇化人精氨酸酶I突變體，以最大限度地降低活性并產生均勻的產物。金屬離子富集人精氨酸酶I突變體(HAI)的催化效率趨勢為Co2+ >Ni2+比Mn2+好。Co-HAI和Ni-HAI的kcat/KM值分別是Mn-HAI的8.7倍和5.2倍。此外，酶動力學和圓二色譜分析結果表明，20或40 kDa線性分支PEG附著在HAI表面對酶活性和蛋白質二級結構沒有影響。體外研究表明，Co-HAI-PEG20L和Ni-HAI-PEG20L都能抑制8種類型癌細胞的生長。小鼠藥動力學研究表明，Co-HAI-PEG20L (13 mg/kg)和Ni-HAI-PEG20L (15 mg/kg)在一次注射后能夠將l -精氨酸水平維持在其檢測限以下120小時以上。小鼠體重在注射后5天內恢復正常，說明劑量耐受良好。因此，Ni-HAI-PEG20L和Co-HAI-PEG20L都是有望用于癌癥治療的候選基因。?單聚乙二醇修飾成功應用于人精氨酸酶I突變體(HAI)。?富含Co和ni的HAI的催化效率高于野生型。?至少8種類型的癌細胞系被Co-和Ni-HAI-PEG20L抑制。?Co-和Ni-HAI-PEG20L能夠實現每周l -精氨酸的消耗。圖形抽象。

關鍵詞：二價金屬離子;人精氨酸酶I;L-Arg;藥效學;因地制宜mono-PEGylation。

Appl Microbiol Biotechnol. 2020 May;104(9):3921-3934. doi: 10.1007/s00253-020-10484-4. Epub 2020 Mar 6.
A bioengineered arginine-depleting enzyme as a long-lasting therapeutic agent against cancer
Sai-Fung Chung, Chi-Fai Kim, Suet-Ying Tam, Man-Chung Choi, Pui-Kin So, Kwok-Yin Wong, Yun-Chung Leung, Wai-Hung Lo

以上研究使用賽諾邦格的產品：

產品名稱：mPEG-MAL

產品簡稱：甲氧基聚乙二醇馬來酰亞胺