科学家发现表面扩散的蛋白质运输的作用

许多最有前途的药物正在开发蛋白质,经常抗体,帮助病人抗击疾病。这些蛋白质必须净化作为生产过程的一部分——一个任务可能会非常棘手,导致成本浪费。

科学家们难以直接测量的运动蛋白,称为蛋白质扩散,材料,包括固体和液体的组件。他们也不同意如何运动表面的材料有助于蛋白质运动使用离子交换色谱法时,实验室和生产方法,基于电荷分离材料。蛋白质可以潜入孔树脂珠子用于执行离子交换色谱法和绑定在墙上,基于电荷。

现在,从美国特拉华大学的一个工程师团队,与安进制药公司的合作者,表明表面扩散的蛋白质运输到离子交换珠子取决于吸附亲和力——一个衡量两种材料之间的吸引力。利用这种关系,团队开发了一个程序净化单克隆抗体-一种分子,介导免疫与生产力比平时高出43%。

团队的结果被发表在美国国家科学院院刊》上3月。文章的作者包括Ohnmar拜会,博士生在化学工程;在化学工程Vijesh Kumar博士后;首席工程师法布里斯施莱格尔安进公司;亚伯拉罕Lenhoff,艾伦·p·伯恩化学工程教授。

“我们现在一个非常强大的表面扩散的重要性,我们用多种方法来证实它的重要性通过一个简单的技术,可以实现,”卡纳尔说。

该团队使用色谱、机械建模、共焦显微镜和小角中子散射。后者是在国家中子研究中心执行国家标准与技术研究所。

通过理解和利用蛋白质表面扩散在离子交换色谱法,研究人员可以在该作品上进行创作和发展的方法来减少浪费在昂贵的药品生产过程中。

“蛋白质离子交换色谱法是一个绝对生物制药生产中的关键操作,“Lenhoff说。

Kumar和Lenhoff现在工作在一个单独的项目由国家创新研究所生物制药生产、特拉华大学为基础,开发色谱法的数学模型,从而实现更高效的设计和开发制造过程的方法。

研究人员也可以建立这个新的蛋白质扩散的基本理解,或许把它应用到其他问题。蛋白质在体内扩散表面是一个重要的现象,。运动和颤动的amyloid-ß大脑与neurogenerative有关的疾病,例如,蛋白质表面扩散会影响生物传感器的性能。

“这是一个基础研究的例子会导致实际应用和重大改进在这些实际应用,“Lenhoff说。

和这一切都始于一个头脑风暴,卡纳尔建议更深入的调查表面扩散与亲和力的关系在带电表面使用互补的工具。

“当我们开始这个时,我们从未想过我们会走这么远,”Kumar表示。“这开始是一个很小的主意。”

参考

卡纳尔等。(2020)。评估和利用蛋白质在离子交换树脂表面扩散。PNAS。DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.1921499117

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