Синтетические суперантитела: молекулярный импринтинг и биоинженерия

Технологии биораспознавания на молекулярном уровне стремительно развиваются, используя синтетические полипептиды для создания искусственных антител.

Проект ЕС «Synthetic superantibodies» объединил два фундаментальных процесса, что привело к разработке синтетических рецепторов, избирательно связывающих биомолекулы (например, антиген-антитело).

Сочетание материаловедения и молекулярной биотехнологии позволяет наделить небиологические материалы свойствами высокоспецифичного биораспознавания. Создание искусственных аффинных реагентов, подобных антителам, с высокой специфичностью и сродством открывает огромные перспективы в биотехнологии.

Хотя моноклональные антитела можно получить против почти любого вещества с помощью гибридомной техники, это крупные сложные белки, требующие рекомбинантной экспрессии для функционирования и часто нестабильные. Целью проекта «Superantibodies» было преодолеть эти ограничения при низкой стоимости производства.

Теоретическая основа — использование генетически модифицированного белкового каркаса с естественными лиганд-связывающими свойствами в сочетании с полностью синтетическими аффинными реагентами, которые дёшевы в производстве и стабильны. Результат — новый класс искусственных элементов распознавания: молекулярно-импринтированные полимеры (MIPs).

Проект успешно создал био-гибрид: сайт связывания антитела, состоящий из синтетических полипептидных петель, кооперативно взаимодействующих с антигеном, используется для производства шаблонов. Эта модель лежит в основе процесса молекулярного импринтинга для получения сайт-специфичных пептидов, которые можно интегрировать в основу MIP.

Теоретически станет возможным изменять количество и тип пептида для создания агентов распознавания, превосходящих природные антитела. Применения этой технологии включают не только антитела/антигены, но также могут быть расширены на ферменты, взаимодействия нуклеиновых кислот и биосенсорику в целом.