Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Abzymy – mniej znane oblicze przeciwciał
Abzymy – mniej znane oblicze przeciwciał
Przeciwciała, nazywane również immunoglobulinami, stanowią pierwszą linię obrony organizmu człowieka przed zagrożeniami zewnętrznymi, takimi jak na przykład: bakterie, wirusy czy pasożyty. Spośród szerokiego spektrum różnych rodzajów przeciwciał, znajdziemy i takie, które poza typową wypełnianą przez immunoglobuliny misją, czyli wiązaniem się z antygenem, potrafią również co innego. Mowa tu o tak zwanych abzymach – to jest przeciwciałach monoklonalnych posiadających właściwości katalityczne. Abzymy są głównie wytwarzane syntetycznie, ale można je również spotkać w naturze, na przykład w organizmach ludzi cierpiących na choroby autoimmunologiczne. Naukowcy z laboratoriów na całym świecie poszukują zastosowań w nauce i medycynie dla tego nietypowego i stosunkowo niedawno opisanego narzędzia.
Źródło: http://newspaper.li/linus-pauling/
Linus Pauling (1901 – 1994)

Możliwość istnienia przeciwciał posiadających aktywność katalityczną po raz pierwszy zauważył w 1948 roku Linus Pauling – amerykański naukowiec i dwukrotny laureat Nagrody Nobla (jedna w dziedzinie chemii w 1954 roku; druga – pokojowa – w 1962). Na ten trop naprowadziło go podobieństwo w mechanizmach odpowiadających za wiązanie przeciwciała z antygenem oraz tymi występującymi w trakcie stanu przejściowego reakcji enzymatycznej. Kilkanaście lat później, w 1969 roku, William P. Jencks zaproponował teorię, mówiącą że immunoglobuliny wytworzone podczas immunizacji organizmu przy użyciu stabilnych chemicznie analogów stanu przejściowego są w stanie katalizować odpowiadające im reakcje chemiczne. Ta teoria została potwierdzona w 1986 roku przez zespoły dwóch niezależnie pracujących naukowców Petera G. Schultza i Richarda A. Lernera.

Przez kilkadziesiąt lat odkąd nauczono się produkować i wykorzystywać abzymy, dokonał się w tej dziedzinie ogromny postęp. Obecnie możliwe jest wytwarzanie abzymów o pożądanych właściwościach katalitycznych. Naukowcy potrafią również udoskonalić ich cechy wykorzystując w tym celu techniki inżynierii genetycznej, a dokładniej modyfikując na poziomie sekwencji DNA obszar przeciwciała odpowiedzialny za wiązanie z antygenem. Dzięki nowoczesnym technikom, udało się uzyskać abzymy wykazujące większą specyficzność w wiązaniu się z odpowiednim substratem niż to ma miejsce w przypadku enzymów. Poprawiono także parametry odpowiadające za szybkość reakcji chemicznej, w niektórych przypadkach jest ona nawet większa niż w analogicznych reakcjach katalizowanych przez białka enzymatyczne. Udało się również otrzymać abzymy, które są katalizatorami dla takich reakcji chemicznych, które nie są katalizowane przez żadne znane enzymy.

Źródło: http://www.viewzone.com/synthetic.html

Wirus HIV

 W 2008 roku naukowiec Sudhir Paul z Uniwersytetu Teksańskiego ogłosił że kierowany przez niego zespół badaczy wpadł na pomysł nowej strategii w walce z wirusem HIV. Polegał on na wykorzystaniu abzymów do zniszczenia słabej strony wirusa – części otoczki białkowej (konkretnie białka gp120), która odpowiada za łączenie się wirusa z atakowaną komórką. W ten sposób wirus nie będzie w stanie zainfekować komórek układu immunologicznego w organizmie człowieka. Dodatkową zaletą tego podejścia jest fakt, że białko gp120 jest identyczne we wszystkich poznanych odmianach wirusa HIV, co uczyni taki abzym wyjątkowo uniwersalnym. Badania nie zostały jeszcze zakończone, na finalny efekt trzeba jeszcze poczekać. Obecnie naukowcy próbują wytworzyć również szczepionkę przeciwko HIV na bazie abzymów, podejmowane są już próby na zwierzętach, w tym ssakach naczelnych.

Jakie są główne różnice pomiędzy działaniem abzymu a odpowiadającego mu enzymu? Nie ma tu żadnej stałej i niezmiennej zasady, w każdym przypadku może być inaczej. Na przykład poznane kinazy białkowe wykorzystują ATP do katalizy reakcji, natomiast abzymy sIgA (można je znaleźć w ludzkim mleku) do przeprowadzenia analogicznej reakcji mogą wykorzystać szersze spektrum podobnych pod względem strukturalnym związków. Zarówno jedne jak i drugie białka fosforylują reszty serynowe, ale w różnych pozycjach sekwencji aminokwasowej.

Abzymy to stosunkowo nowy temat badań i dyskusji wśród naukowców, ich potencjał jest dopiero poznawany. Czy pokładane w nich nadzieje spełnią się, czy też okażą się rozczarowaniem? Wszystko wyjaśni się, kiedy (o ile w ogóle) abzymy pojawią się na rynku farmaceutycznym i będą ogólnodostępne dla pacjentów. Za ich sukces może odpowiadać fakt, że potencjalnie mogą być wykorzystane w walce z chorobami, na które obecnie nie ma opracowanej terapii, na przykład AIDS.


Przeczytaj również:

Przeciwciała - podział i funkcje

Od Milsteina i Köhlera do rynku o wartości 60 miliardów dolarów, czyli o przeciwciałach monoklonalnych


 

red. Tomasz Domagała
Portal Biotechnologia.pl

 

Źródła

Źródła:

Nevinsky G.A., Kanyshkova T.G., Buneva V.N. (2000) Natural Catalytic Antibodies (Abzymes) in Normalcy and Pathology
Getov I., Argirova T. Biotechnology – Vol. XI – Abzymes – A challenge for the Medical Biotechnology and Public Health

KOMENTARZE
news

<Maj 2019>

pnwtśrczptsbnd
29
30
1
2
3
4
5
6
7
8
11
12
15
19. Central European BioForum
2019-05-15 do 2019-05-16
16
18
19
20
23
Chemia dla urody
2019-05-23 do 2019-05-23
25
26
28
31
1
2
Newsletter