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組織蛋白酶B:背后蘊(yùn)藏的Linker“切割”力量
檢測(cè)樣品:組織蛋白酶B ADC藥物 抗體偶聯(lián)藥物 連接子 Linker
檢測(cè)項(xiàng)目:組織蛋白酶B ADC藥物 抗體偶聯(lián)藥物 連接子 Linker
方案概述:抗體偶聯(lián)藥物(Antibody-DrugConjugate,ADC)是近年來(lái)腫瘤靶向治療領(lǐng)域發(fā)展最快的藥物類別之一,。連接子(Linker)連接著細(xì)胞毒性藥物和抗體,是ADC藥物的關(guān)鍵部件之一,。ADC中的連接子可分為可裂解和不可裂解兩種形式,目前的ADC研究主要集中在可裂解連接子上,。
抗體偶聯(lián)藥物(Antibody-Drug Conjugate,,ADC)是近年來(lái)腫瘤靶向治療領(lǐng)域發(fā)展最快的藥物類別之一。連接子(Linker)連接著細(xì)胞毒性藥物和抗體,,是ADC藥物的關(guān)鍵部件之一,。ADC中的連接子可分為可裂解和不可裂解兩種形式,目前的ADC研究主要集中在可裂解連接子上,。而在可裂解連接子中,,組織蛋白酶可裂解連接子是目前應(yīng)用最-廣泛以及研究最深入的,其中組織蛋白酶B發(fā)揮著至關(guān)重要的“切割”作用,。
ADC藥物簡(jiǎn)介
抗體偶聯(lián)藥物(Antibody-Drug Conjugate,,ADC)由靶向腫瘤特異性抗原或者靶向腫瘤相關(guān)抗原的單克隆抗體(Antibody),與不同數(shù)目的小分子細(xì)胞毒素(Payload)通過(guò)連接子(Linker)偶聯(lián)而成(圖1),,兼具傳統(tǒng)小分子藥物的殺傷效應(yīng)和抗體藥物的靶向性,,已成為腫瘤靶向治療的重要藥物之一,。ADC藥物的核心作用機(jī)制是在胞內(nèi)釋放出活性細(xì)胞毒素(Payload),,干擾關(guān)鍵細(xì)胞機(jī)制,從而殺死靶細(xì)胞,。因此,,Payload的釋放機(jī)制是ADC藥物研發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn),。
圖1 ADC藥物的結(jié)構(gòu)和功能示意圖(來(lái)源:Antibody drug conjugate: the“biological missile” for targeted cancer therapy)
Payload的釋放機(jī)制因連接子類型而異。ADC中的連接子可分為可裂解和不可裂解兩種形式,??闪呀膺B接子主要為敏感性的化學(xué)鍵,可以根據(jù)體內(nèi)環(huán)境的特異性化學(xué)物種(如谷胱甘肽,、酸堿性等)或酶濃度不同,,促進(jìn)連接子與藥物裂解,主要通過(guò)腙鍵,、二硫鍵,、多肽的形式連接。不可裂解連接子沒(méi)有可觸發(fā)裂解的內(nèi)置化學(xué)鍵,,需要在癌細(xì)胞的溶酶體中將抗體通過(guò)蛋白質(zhì)水解機(jī)制變成氨基酸,,進(jìn)而釋放帶有連接子和氨基酸片段的細(xì)胞毒性藥物,主要通過(guò)硫醚的形式連接,。
【可裂解連接子】
腙鍵特點(diǎn):對(duì)pH值敏感,。在血液環(huán)境(pH 7.35-7.45)穩(wěn)定,而在酸性細(xì)胞區(qū)室,,例如溶酶體(pH 4.5-5.0)中會(huì)被水解釋放Payload; 腙鍵連接子在血液循環(huán)過(guò)程中并不穩(wěn)定,,易造成脫靶效應(yīng),目前其應(yīng)用主要局限于血液瘤,。
二硫鍵特點(diǎn):可被谷胱甘肽(GSH)還原裂解,。胞外體液環(huán)境中谷胱甘肽的濃度為2-20μmo/L,遠(yuǎn)低于細(xì)胞質(zhì)中谷胱甘肽的濃度(1-10 mmol/L),,而腫瘤細(xì)胞中GSH濃度會(huì)更高,,從而還原切割二硫鍵,促進(jìn)Payload的釋放,。因此,,二硫鍵連接子在循環(huán)系統(tǒng)中相對(duì)穩(wěn)定,并具有一定腫瘤特異性,。
糖苷鍵特點(diǎn):可被β-葡萄糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶切割,。含有β-葡萄糖醛酸的連接子具有很高的親水性,可減少ADC的聚集,,同時(shí)具有很好的穩(wěn)定性,。
肽鍵特點(diǎn):可被組織蛋白酶B切割,這是一種溶酶體蛋白酶,,在腫瘤細(xì)胞中過(guò)度表達(dá),,而在血液中存在蛋白酶抑制劑。因此,,這種連接子在循環(huán)系統(tǒng)中高度穩(wěn)定,,而進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后會(huì)被溶酶體組織蛋白酶B切割,,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞毒性藥物在癌細(xì)胞中靶向釋放的功能。
【不可裂解連接子】
硫醚鍵特點(diǎn):該類型連接子ADC的藥效發(fā)揮依賴于內(nèi)吞機(jī)制,,經(jīng)腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞后進(jìn)入溶酶體,,ADC的抗體部分被降解,釋放出包含細(xì)胞毒素,、linker和氨基酸殘基的復(fù)合物,。這種連接子在血液環(huán)境中更加穩(wěn)定,但帶電荷的氨基酸殘基會(huì)影響細(xì)胞毒素的細(xì)胞穿透膜能力,,導(dǎo)致其不能發(fā)揮效“旁觀者效應(yīng)”,。
目前,組織蛋白酶B可裂解連接子是應(yīng)用最-廣泛以及研究最深入的,,同時(shí)也是目前唯-一有實(shí)際應(yīng)用于上市ADC藥物的酶裂解型連接子,。目前全球已上市的ADC藥物達(dá)15款,其中有8款是組織蛋白酶B可裂解的Linker(表1),。下面,,讓我們一起來(lái)揭開(kāi)具有強(qiáng)大“切割”力量的組織蛋白酶B的神秘面紗。
表1 全球已上市的ADC藥物一覽
組織蛋白酶B:背后蘊(yùn)藏的“切割”力量
組織蛋白酶B(Cathepsin B)是一種半胱氨酸組織蛋白酶,,屬于半胱氨酸蛋白酶家族,,是一種胞內(nèi)酶,主要分布于細(xì)胞溶酶體中,。在病變情況下,,也會(huì)分泌到細(xì)胞膜外周微環(huán)境或者胞外。組織蛋白酶B由一個(gè)重鏈和一個(gè)輕鏈組成的二聚體,,具有羧基肽酶和內(nèi)肽酶活性,。羧基肽酶活性使得組織蛋白酶B可選擇性識(shí)別某些氨基酸序列以切割序列 C 端側(cè)的肽鍵接頭,例如纈氨酸-瓜氨酸(Val-Cit),、纈氨酸-丙氨酸(Val-Ala)和甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸(GGFG)等,。這些Linker在已獲批的ADC中廣泛應(yīng)用,具體裂解過(guò)程如圖2所示,。內(nèi)肽酶活性則使組織蛋白酶B參與細(xì)胞外基質(zhì)的降解,,從而涉及腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。
圖2 組織蛋白酶B催化肽鍵連接子的裂解過(guò)程示意圖(來(lái)源:抗體偶聯(lián)藥物連接技術(shù)的研究進(jìn)展)
由于組織蛋白酶B在多種腫瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá),,如乳腺癌,、肝癌、肺癌,、黑色素瘤,、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌,、胃癌、結(jié)直腸癌,、宮頸癌,、甲狀腺癌等,并且是一種特異性的胞內(nèi)酶,,因此是現(xiàn)在ADC藥物研發(fā)主要考慮的Linker裂解酶,,可以實(shí)現(xiàn)特異性和高效的胞內(nèi)切割。另外,,其他處于早期研究的Linker裂解酶還有組織蛋白酶M,、組織蛋白酶L、β-葡萄糖苷酶,、β-半乳糖苷酶,、硫酸酯酶、磷酸酶和天冬酰胺內(nèi)肽酶(萊古酶)等,。
IPHASE相關(guān)產(chǎn)品
鑒于此,,IPHASE作為體外研究生物試劑引-領(lǐng)者,憑借先進(jìn)的設(shè)備,、專業(yè)的技術(shù)人員和多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),,自主研發(fā)了重組人組織蛋白酶B(Human Cathepsin B),該產(chǎn)品采用HEK293細(xì)胞表達(dá),,更接近蛋白天然構(gòu)象,,可用于評(píng)估ADC藥物連接子切割效果,保證payload在胞內(nèi)高效釋放,;
IPHASE技術(shù)人員通過(guò)測(cè)定底物Z-RR-AMC的代謝減少速率來(lái)評(píng)估組織蛋白酶B的活性,。孵育體系中組織蛋白酶B終濃度為2μg/ml,底物Z-RR-AMC終濃度為1μM,,孵育時(shí)間為60min,,最終測(cè)得組織蛋白酶B的活性為8000pmol/min/mg。
除了組織蛋白酶B(Cathepsin B)外,,針對(duì)ADC藥物中payload其他釋放形式,、代謝穩(wěn)定性、血漿蛋白結(jié)合等方向的研究,,IPHASE推出了肝溶酶體,、肝S9、酸化肝勻漿液,,肝微粒體及空白血漿等產(chǎn)品,,全面助力客戶ADC藥物開(kāi)發(fā)研究!
分類 | 名稱 | 規(guī)格 |
組織蛋白酶B | 人組織蛋白酶B, HEK293 | 10μg/50μg |
肝溶酶體 | 人/猴/犬/大鼠/小鼠 肝溶酶體 | 250μl, 2mg/ml |
酸化肝勻漿液 | 人/猴/犬/大鼠/小鼠 酸化肝勻漿液 | 10ml, 0.2g/ml |
肝S9 | 人/猴/犬/大鼠/小鼠/兔/小型豬 肝S9 | 0.5ml, 20mg/ml |
肝微粒體 | 人/猴/犬/大鼠/小鼠/兔/倉(cāng)鼠/貓/小型豬 肝微粒體 | 0.5ml, 20mg/ml |
血漿 | 空白人/猴/犬/大鼠/小鼠血漿(PPB) | 5ml |
空白人/猴/犬/大鼠/小鼠血漿(穩(wěn)定性專用) | 5ml |
IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),,推出了多領(lǐng)域,、多種類的高-端科研試劑,,為藥物早期研發(fā)提供篩選工具,為生命科學(xué)領(lǐng)域的探索提供新材料,、新方法和新手段,,為食品、藥品,、化學(xué)品等的遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品,,望廣大科研工作者咨詢。
參考資料:
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