단백질 변형 기술로 세포 내 수송 및 바카라 하는 곳 칸 변형 제어 : 바이오 제약의 발달을 가속화하십시오!
Yagi Hirokazu 부교수 (Nagoya City University의 제약 과학 대학원의 대학원) 및 Kato Koichi 교수 (Nagoya City University/Molecular Science Institute)의 제약 과학 대학원 (Center of Pharmaceutical Sciences, Center for Life Creation Exploration, Center) 교수 (Nagoya City University/Molecular Science Institute) 바이오 제약 및 기타 제품의 제조에 사용 된 재조합 당 단백질의 바카라 하는 곳코 실화 변형. 이 기술은 바카라 하는 곳코 단백질에 특정 아미노산 서열 (여권 서열)을 추가함으로써 바카라 하는 곳 칸의 성숙을 촉진하여 고품질 바이오 제약의 생산 효율을 향상시킨다. 이 연구의 결과는 2024 년 11 월 22 일 일본 시간에 Open Access Academic Journal Iscience의 사전 방지 버전으로 온라인으로 발표되었습니다.
이 연구 결과의 요점
우리는 세포에서 바카라 하는 곳코 실화를 제어하는 "여권 서열"의 기능을 밝혀냈다. 이 여권 서열을 통합함으로써, 에리스로포이에틴과 같은 당 단백질은 특정 골지 영역을 통과 할 수 있으며 적절한 바카라 하는 곳코 실화 변형에 더 취약하다는 것이 밝혀졌다. 이 연구에서 우리는이 "여권 서열"이 특정 골지 환경에서 시알 산 및 갈락토스 함유 바카라 하는 곳 칸의 형성을 촉진한다는 것을 발견했다. 이 결과는 바이오 제약에서 바카라 하는 곳코 실화 변형을 개선하기위한 새로운 전략으로 예상됩니다.
배경
Biopharmaceuticals [참고 1]는 암 및자가 면역 질환을 포함한 다양한 질병을 치료하는 데 사용되는 중요한 약물입니다. 많은 바이오 제약은 당 단백질이며, 바카라 하는 곳 칸 구조는 의약 효능, 내부 동역학 및 면역 원성을 포함하여 약물의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 시알 산 변형이 진행되면 바이오 제약의 혈액 반감기가 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서, 바카라 하는 곳 칸 변형의 제어는 바이오 제약의 발달에있어 매우 중요하다.
우리는이 서열을 혈액 응고 인자에서 10 개의 잔기의 아미노산 서열을 표적 당 단백질에 연결하면 생산량을 증가시킬 수 있음을 보여주는 "여권 시퀀스"로이 서열을 제안했다. 바카라 하는 곳코 실화는 분비 경로, 특히 골지를 통과 할 때 형성되는 것으로 알려져 있기 때문에, 우리는 여권 서열이 바카라 하는 곳코 실화 변형에 영향을 미치고이 연구를 수행 할 것으로 예측했다. 특히, 우리는 단백질을 수정하는 바카라 하는 곳 칸의 구조가 여권 서열과 골지에 존재하는 단백질과 바카라 하는 곳코 실 트랜스퍼 라제 사이의 분비 경로 사이의 만남에 초점을 맞추는 방법에 대한 미스터리를 조사했다.
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연구 결과
많은 분비 및 막 단백질은 세포 내 바카라 하는 곳 칸에 의해 변형되어 단백질의 품질과 기능에 큰 영향을 미칩니다. 우리의 이전 연구는 여권 서열이 MCFD2/ERGIC-53 수용체 복합체에 의해 인식되고 [주 2], 특정 바카라 하는 곳코 단백질을 골지로 효율적으로 전달한다는 것을 알고 있었지만, 이들이 골지 신체 내에서 바카라 하는 곳코 실화 변형에 어떤 영향을 미치는지 밝혀지지 않았다.
이 연구에서, 우리는이 여권 시퀀스를 Erythropoietin (EPO)에 추가하는 것이 Glycan galactosylation 및 sialylation [참고 5]의 성숙 과정을 촉진한다는 것을 발견했습니다. 또한 근접 의존적 라벨링 방법을 사용하여 [참고 6], 우리는 여권 서열을 갖는 EPO가 골지 본체 내에 다른 분포를 가지며 이들이 갈락토스 바카라 하는 곳코 실 트랜스퍼 라제 B4GALT1 및 NUCB1 근처에 있음을 밝혀 냈습니다 [참고 7]. 유전자 억제 실험은 NUCB1이 여권 서열에 의존하는 갈락토스 및 시알 산-베어링 바카라 하는 곳 칸의 생합성을 촉진하는 분자임을 밝혀냈다. 또한, 핵 자기 공명 (NMR) 방법 (주 8)은 NUCB1이 여권 서열에 직접 결합하여 여권 서열이 골지에서 바카라 하는 곳코 실 트랜스퍼 라제와의 상호 작용을 통해 바카라 하는 곳코 실화 변형의 효율을 향상시키는 분자 코드임을 보여 주었다. 또한, 여권 시퀀스를 갖는 EPO는 골지 내의 특정 영역에서 B4GALT1 및 NUCB1과 공존하는 것으로 제안되었으며, 이는 이것이 여권 서열 의존적 바카라 하는 곳 칸 수정을 촉진하는 데 관련된 중요한 메커니즘임을 나타낸다.
위의,이 연구에서, 우리는 여권 서열이 세포 내 수송을 제어하는 방법을 명확히하고, 이는 Golgi 신체 내의 바카라 하는 곳코 실 트랜스퍼 라제와의 당 단백질의 상호 작용을 증가시키고, 바카라 하는 곳 칸 변형을 효율적으로 수행한다.
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위의,이 연구에서, 우리는 여권 서열이 세포 내 수송을 제어하는 방법을 명확히하고, 이는 Golgi 신체 내의 바카라 하는 곳코 실 트랜스퍼 라제와의 당 단백질의 상호 작용을 증가시키고, 바카라 하는 곳 칸 변형을 효율적으로 수행한다.
그림 1 : 여권 서열 (PS)을 포함하는 당 단백질은화물 운송업자에 의해 인식되고 NUCB1로 전달됩니다. 또한, NUCB1 근처에 위치한 갈락토스 트랜스퍼 라제는 갈락토스 변형을 촉진하고, 따라서, 그 리코 단백질 바카라 하는 곳 칸의 시알 산 변형을 촉진한다는 것이 발견되었다.
결과와 미래 개발의 중요성
이 연구의 결과는 바이오 제약에서 바카라 하는 곳코 실화 변형을 제어하기위한 새로운 전략을 제공하며, 고품질 생물 약국의 효율적인 생산으로 이어질 것으로 예상됩니다. 그것은 미래에 다양한 생물 약제에 적용될 것으로 예상되며, 약물 발견 연구의 발전에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.
용어집
[참고 1] Biopharmaceutical : 유전자 재조합 기술과 세포 배양 기술을 사용하여 세포, 박테리아 등에 의해 생산 된 단백질을 활성 성분으로 사용하는 약물.
[참고 2] MCFD2/ERGIC-53 수용체 복합체 : 혈액 응고 인자를 포함한 특정 당 단백질을 소포체 또는 골지로 수송하는 데 담당하는 단백질 복합체. 여권 시퀀스를 인식합니다.
[참고 3] Erythropoietin : 신장 빈혈 치료에 사용되는 바이오 제약.
[참고 4] 갈락토 실화 : 갈락토스가 설탕 사슬에 첨가됩니다.
[참고 5] Siallation : 설탕 사슬에 시알 산의 첨가.
[참고 6] 근접 의존적 표지 방법 : 관심있는 단백질 근처에 존재하는 분자를 표시하는 방법. 여기서, 비오틴 리가 제가 융합 된 상태에서 관심의 FUT9를 발현함으로써, 세포의 FUT9 근처의 분자 만 바이오틴으로 비오틴으로 표지되었다. 결과는 바카라 하는 곳코 실화 변형 코드를 포함하는 당 단백질이 우선적으로 비오틴-표지되어 있음을 보여 주었다.
[참고 7] NUCB1 : 골지에서 칼슘 농도를 조절하는 분자로 알려져 있습니다. 이 연구는 처음으로 여권 시퀀스에 결합 할 수 있음을 발견했습니다.
[참고 8] 핵 자기 공명 (NMR) 방법 : 단백질 또는 기타 물질을 자기장에 배치하고 방사성 파도를 조사함으로써 핵 스핀의 공명 현상이 관찰 될 수 있으며 분자 구조는 원자 수준에서 분석 될 수 있습니다.
[참고 2] MCFD2/ERGIC-53 수용체 복합체 : 혈액 응고 인자를 포함한 특정 당 단백질을 소포체 또는 골지로 수송하는 데 담당하는 단백질 복합체. 여권 시퀀스를 인식합니다.
[참고 3] Erythropoietin : 신장 빈혈 치료에 사용되는 바이오 제약.
[참고 4] 갈락토 실화 : 갈락토스가 설탕 사슬에 첨가됩니다.
[참고 5] Siallation : 설탕 사슬에 시알 산의 첨가.
[참고 6] 근접 의존적 표지 방법 : 관심있는 단백질 근처에 존재하는 분자를 표시하는 방법. 여기서, 비오틴 리가 제가 융합 된 상태에서 관심의 FUT9를 발현함으로써, 세포의 FUT9 근처의 분자 만 바이오틴으로 비오틴으로 표지되었다. 결과는 바카라 하는 곳코 실화 변형 코드를 포함하는 당 단백질이 우선적으로 비오틴-표지되어 있음을 보여 주었다.
[참고 7] NUCB1 : 골지에서 칼슘 농도를 조절하는 분자로 알려져 있습니다. 이 연구는 처음으로 여권 시퀀스에 결합 할 수 있음을 발견했습니다.
[참고 8] 핵 자기 공명 (NMR) 방법 : 단백질 또는 기타 물질을 자기장에 배치하고 방사성 파도를 조사함으로써 핵 스핀의 공명 현상이 관찰 될 수 있으며 분자 구조는 원자 수준에서 분석 될 수 있습니다.
연구 그룹
이 연구는 Nagoya City University, 생명 창조 탐사 센터, 분자 과학 연구소, 국립 암 연구소, Riken 연구소 및 Nagoya University의 Glycosylation Life Core 연구소와의 공동 연구입니다.
연구 지원
이 연구는 JST-CREST (JPMJCR20E6, JPMJCR21E3), JST Emerging Research Support Project (JPMJFR2255), 인간 회색 빗 프로젝트 및 과학 연구에 대한 보조금 (JP22H02225, JP22K06213, JP17H06414, JP17H06414, JP17H06414, JP22H02225, JP222222213의 지원으로 수행되었습니다. JP21H02625, JP20K21495, JP24H00599).
게시 된 논문의 세부 사항
게시자 : iScience
제목 :화물 수신기 매개 분비 경로에서 N- 바카라 하는 곳 칸 성숙을 촉진하기위한 분자 태그
저자 : Yagi Hirokazu (Nagoya City University, Life Creation Center for Life Creation), Yamada Rino (Nagoya City University), Saito Yasuteru (Nagoya City University, Life Creation Center), Honda Rena (Nagoya City University, Life Creation) Tachio Seigo (Nagoya City Universition, Life Creation Center for Life Creation), Kusano Hueo (National Cancer Research for Science), Kusano Hueo (National Cancer Research for Science), Nishimura Kusami Chil (국립 암 연구소), Nishimura Kusami 아동 (국립 암 연구 연구소), Yanaka Saeko (나카 카 사이코 (Nataka Saeko), Molecular Sciencor (Nakane University, Nakano University, Nakan -akan) (Riken), Furukawa Junichi (Nagoya University, Institute of Life Creation Core Research Institute), Yagi Maho (Nagoya City University, Molecular Science Institute, Life Creation Center), Ashidachi Shungo (National Cancer Research Institute), Kato Koichi (Nagoya City University, Life Cropours)
doi : 10.1016/j.isci.2024.111457
제목 :화물 수신기 매개 분비 경로에서 N- 바카라 하는 곳 칸 성숙을 촉진하기위한 분자 태그
저자 : Yagi Hirokazu (Nagoya City University, Life Creation Center for Life Creation), Yamada Rino (Nagoya City University), Saito Yasuteru (Nagoya City University, Life Creation Center), Honda Rena (Nagoya City University, Life Creation) Tachio Seigo (Nagoya City Universition, Life Creation Center for Life Creation), Kusano Hueo (National Cancer Research for Science), Kusano Hueo (National Cancer Research for Science), Nishimura Kusami Chil (국립 암 연구소), Nishimura Kusami 아동 (국립 암 연구 연구소), Yanaka Saeko (나카 카 사이코 (Nataka Saeko), Molecular Sciencor (Nakane University, Nakano University, Nakan -akan) (Riken), Furukawa Junichi (Nagoya University, Institute of Life Creation Core Research Institute), Yagi Maho (Nagoya City University, Molecular Science Institute, Life Creation Center), Ashidachi Shungo (National Cancer Research Institute), Kato Koichi (Nagoya City University, Life Cropours)
doi : 10.1016/j.isci.2024.111457