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重組蛋白——Fc融合蛋白

更新時間:2021-10-21      點擊次數:2810

什么是Fc融合蛋白?
Fc融合蛋白是一種新型的重組蛋白,是利用基因工程技術把免疫球蛋白的Fc段結合到某種具有生物學活性的功能蛋白分子上形成的,為原來的功能蛋白附加了抗體的性質。

 

Fc融合蛋白的優(yōu)點

長效性
這類蛋白制成的藥物在血漿內有比較長的半衰期,Fc 片段通過 CH2-CH3 與 FcRn 結合并呈 pH 依賴性:在 pH 7.4 的生理條件下,FcRn 與Fc 不結合;在細胞內涵體 pH 6.0~6.5 的酸性條件下,兩者結合,從而避免融合分子在細胞內被溶酶體等快速降解。

穩(wěn)定性

Fc融合蛋白可以通過 Fc 鉸鏈區(qū)的二硫鍵連接形成穩(wěn)定的二聚體,進一步通過對二硫鍵的基因工程改造和修飾,還可以使 Fc 融合蛋白聚集成六聚體復合物。Fc 區(qū)域可以獨立折疊,保證伴侶分子體內外的穩(wěn)定性。
簡化純化流程
以Protein A 親和柱為例,它對于IgG的Fc段具有特異性的親和作用,而對于其他雜蛋白沒有或者只有很弱的結合,因此當重組蛋白應用基因工程技術與IgG的Fc段進行融合以后也可以被親和柱吸附,簡化了 Fc 融合蛋白的純化步驟。


Fc融合蛋白的應用


藥物領域
傳統(tǒng)的蛋白類藥物因其在血漿內半衰期短,為了達到治療效果需要長期大劑量給藥,帶來嚴重的副作用,而Fc融合蛋白大幅度延長藥物的半衰期,并且經過改造還能進一步延長,如阿斯利康的 Motavizumab-YTE 突變體的 Fc 段包含了3個突變:“YTE",即 252、254 和 256 位的蛋氨酸、絲氨酸和蘇氨酸分別被酪氨酸、T 和谷氨酸替換,Ⅰ期臨床研究證實本品在健康人體內的血漿半衰期達到100d,約為 Motavizumab 原型的 2~4 倍,而清除率僅為原型的 71%~86%。
截止2019年,由FDA批準上市的Fc融合蛋白類藥物主要有7種,均由重組內源性多肽或其突變體與Fc片段融合而成,大多數涉及自身免疫性疾病的治療;在表達方式上,除了個別用大腸桿菌,其他均由哺乳動物細胞表達。


FDA批準的Fc融合蛋白類藥物

 

貨號類型適應癥半衰期
EyleaVEGF受體胞外區(qū)-Fc融合蛋白濕性老年黃斑變性5~6
NulojixCTLA-1胞外區(qū)-Fc融合蛋白器官排斥反應9
ArcalystIL-1R及輔助蛋白-Fc融合蛋白Cryopyin蛋白-周期性綜合征8.6
Nplate促血小板生成素受體-Fc融合蛋白慢性免疫性血小板減少性紫癜
3.5
Orencia
CTLA-4胞外區(qū)-Fc融合蛋白
類風濕性關節(jié)炎
16
Amevive
LFA-3胞外區(qū)-Fc融合蛋白
慢性斑塊型銀屑病
11~12
Enbrel
TNFR胞外區(qū)-Fc融合蛋白
類風濕性關節(jié)炎,銀屑病關節(jié)炎
3~5.5
 
疫苗領域
Fc融合蛋白的功能蛋白部分可以是細胞因子、毒素、受體、酶、抗原肽等,因此我們可以通過一系列方法得到相應的抗原以后加上Fc段作為抗原的運載工具,靶向結合上APC(表面能表達FcR),縮短抗原在血漿中的游離時間,減少蛋白酶對抗原的降解,提高抗原半衰期,從而加強抗原的呈遞。隨著細胞內能夠結合Fc并影響免疫反應的受體蛋白不斷被發(fā)現,Fc融合蛋白類疫苗能結合的受體將不僅僅局限于APC,應用前景也將大大擴展。
其他應用 Fc融合蛋白穩(wěn)定性相較于單一的功能蛋白更好,并且可以通過Fc與protein A/G的結合作用,將Fc融合蛋白綁定在連有protein A/G的固相載體上,構建蛋白微陣列或微球,從而捕獲復雜組分(血液、組織液、細胞裂解液等等)中能與之特異性結合的待測蛋白,以探索蛋白之間的相互作用。

結語: Fc融合蛋白作為一個新型重組蛋白,憑借其*的結構和活性特點,在臨床和非臨床領域都將有著廣泛的應用前景。

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