麻省理工学院生产多肽药物化学家设计新颖的方法

小蛋白质片段,也称为肽,是有前途的药物,因为它们可以为非常的活细胞内的特定功能而设计的。胰岛素和艾滋病毒药物Fuzeon最早的一些成功的例子,和肽药物有望在2018年成为一个250亿美元的市场。

然而,一个主要的瓶颈阻碍了肽药物达到他们的潜能:生产多肽需要几个星期,很难获得大量和快速测试其有效性。

瓶颈可能很快消失:麻省理工学院的化学家和化学工程师团队设计了一种制造肽在短短时间。介绍的新系统,在最近一期的《ChemBioChem,可以在多肽药物开发产生重大影响,布拉德利Pentelute说,化学和助理教授领导的研究团队。

“肽是无处不在的。他们用于治疗,发现在水凝胶中,它们用于控制药物输送。它们也作为生物探针图像癌症和细胞内研究过程,”Pentelute说。“因为你现在可以把这些非常快,你可以开始做你不能做的事情。”

论文的第一作者是马克·西蒙Pentelute研究生的实验室。作者还包括Klavs Jensen的麻省理工学院化学工程系,安德里亚·阿达莫,化学工程的研究助理。

加速生产

治疗链的肽通常由30到40氨基酸,蛋白质的基石。许多大学,包括麻省理工学院、设施生产这些肽,但这个过程通常需要2 - 6周,使用机器大约20年前。

这些机器需要大约一个小时来执行所需的化学反应添加一个氨基酸链。为了加快这一进程,麻省理工学院团队适应合成反应,这样他们就可以在一个连续流系统。使用这种方法,每个氨基酸之外只需要几分钟,和整个肽可以聚集在一个多小时。

在未来的版本中,“我们认为我们能够做的每一步都在30秒,“Pentelute说,他也是一个广泛的研究所的准会员。“这意味着你真的能做任何你想在很短的时间。”

新系统存储容器的每个20天然氨基酸,拿出正确的连接到水泵。作为氨基酸流到反应室,他们穿过一个线圈,预热到60摄氏度,这有助于加快合成反应。

这个系统产生肽那样纯粹的产生与现有的机器。“我们与世界上最好的最先进的合成,但我们现在可以做到更快,“Pentelute说。

系统应该更容易设计和生产新肽,菲利普•道森说化学副教授斯克里普斯研究所的他并没有研究团队的一部分。“我喜欢它的简单设备和体贴它放在一起,”道森说。“我期待着尝试在我的实验室。”

使用这种技术,科学家可以快速设计和测试新的肽治疗癌症和其他疾病,以及更有效的现有肽的变种,如胰岛素、Pentelute说。这种高速的方法的另一个好处是,任何潜在的问题与特定的肽合成可以更早发现,允许研究人员试图修复它。

Pentelute计划去追求另一个领域是创建所谓的“镜像”蛋白质。几乎所有的蛋白质存在于自然的氨基酸,其结构有一个右撇子方向。创建和研究多肽,这些自然的镜像蛋白质铺平了道路发展等多肽新药从右撇子版本具有完全不同的功能。

技术的影响

在一个单独的论文发表在同一期ChemBioChem,研究人员表明,他们可以利用这种技术不仅合成肽,而且这些结合,形成大型合成蛋白质。为了演示技术,他们创造了一种抗体模拟有130个氨基酸,以及113 -氨基酸酶由细菌产生的。化学研究生素林孟淑娟和亚历山大Vinogradov是论文的主要作者,西蒙。

研究人员专利技术,技术创新中心和麻省理工学院的Deshpande已经给了他们一笔赠款帮助商业化。Pentelute说他相信大约10机器使用新技术足以满足当前的需求,大概是100000年到500000年每年定制肽。

Pentelute设想,这项技术可能会影响合成生物学与短链的DNA和RNA的快速合成。这些链,称为寡核苷酸,只需要一到两天准备,可以用来创建自定义新的功能基因给细胞。

“这就是我们的目标是——第二天或两天的交付这些肽单位,世界上任何人。这才是真正的梦想,”他说。

这项研究是由麻省理工学院里德基金资助,Deshpande中心Damon-Runyon-Rachleff创新奖,·桑塔格基金会杰出科学家奖,C.P.楚和y .赖奖学金,阿斯利康杰出研究生奖学金,国家一般医学科学研究所和美国国立卫生研究院。