Новый метод инженерии бактериальных клеток может производить более эффективные и дешевые лекарства

Исследователи из Корнеллского университета разработали новый метод использования бактерии Escherichia coli (E. coli) для производства сахар-модифицированных белков (гликопротеинов), что может удешевить и ускорить создание фармацевтических препаратов. (Nature Chemical Biology, 25 марта 2012 г.)

Команда Мэтью ДеЛизы, доцента кафедры химической и биомолекулярной инженерии, опубликовала простой и быстрый метод инженерии терапевтических гликопротеинов человека, используя E. coli в качестве платформы.

Значение гликопротеинов

Гликопротеины — это белки, модифицированные в определенных аминокислотных "акцепторных" сайтах сложными углеводными структурами (олигосахаридами). Такие специально сконструированные гликопротеины широко используются в качестве лекарств (например, моноклональные антитела и интерфероны), так как они связываются с определенными рецепторами и могут, например, блокировать размножение раковых клеток.

Проблемы текущего производства

Современные методы производства в основном полагаются на дорогие и медленные культуры клеток млекопитающих, такие как линия клеток яичников китайского хомячка (CHO). Этот процесс также подвержен вирусному загрязнению, что еще больше увеличивает стоимость.

Новый подход

Исследователи из Корнелла искусственно внедрили механизм гликозилирования (химического процесса превращения белков в гликопротеины) в клетки E. coli. Спроектированный ими синтетический путь, который можно адаптировать для многих акцепторных сайтов, включает:

  1. Нативные ферменты E. coli.
  2. Смесь из четырех ферментов, взятых из дрожжевых клеток, для биосинтеза специфического гликана (сахарной структуры), напоминающего ядро, найденное в большинстве эукариотических гликанов.
  3. Пятый фермент из бактерии Campylobacter jejuni, который переносит эти гликаны на предварительно сконструированные белковые акцепторные сайты, получая целевые гликопротеины.

Перспективы

Метод уже коммерциализируется через стартап Glycobia Inc. Исследователи работают над улучшением подхода, названного "гликаны по дизайну", чтобы целенаправленно создавать различные сахарные структуры для производства множества гликопротеинов.