Ein biotechnologisch hergestelltes Arginin abbauendes Enzym als lang anhaltendes Therapeutikum gegen Krebs
Sai-Fung Chung, Chi-Fai Kim, Suet-Ying Tam, Man-Chung Choi, Pui-Kin So, Kwok-Yin Wong, Yun-Chung Leung, Wai-Hung Lo
Zusammenfassung
Der Abbau von L-Arginin (L-Arg) hat in der Krebstherapie große Aufmerksamkeit erregt. Obwohl sich zwei Arten von Arginin-abbauenden Enzymen, Arginin-Deiminase (ADI) und menschliche Arginase I, in klinischen Studien befinden, schränken zufällige Orte der PEGylierung, geringe Wirksamkeit von Schwermetallen als Co-Faktor und Immunogenität die Leistung dieser Medikamente ein und verursachen Schwierigkeiten in einer homogenen Produktion. Hier haben wir zehn katalytische Metallionen gescreent und erfolgreich eine ortsspezifische mono-PEGylierte humane Arginase I-Mutante hergestellt, indem wir den Cys45-Rest an PEG-Maleimid konjugiert haben, um den Aktivitätsabfall zu minimieren und ein homogenes Produkt herzustellen. Der katalytische Effizienztrend der mit Metallionen angereicherten humanen Arginase-I-Mutante (HAI) war Co2+ > Ni2+ ≫ Mn2+. Die gesamten kcat/KM-Werte von Co-HAI und Ni-HAI waren um das etwa 8,7- bzw. etwa 5,2-fache höher als die von Mn-HAI. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse der Enzymkinetik und der Zirkulardichroismus-Spektrometrie, dass das auf der HAI-Oberfläche angebrachte lineare und verzweigte PEG mit 20 oder 40 kDa keinen Einfluss auf die Enzymaktivität und die Proteinsekundärstrukturen hatte. In-vitro-Studien zeigten, dass sowohl Co-HAI-PEG20L als auch Ni-HAI-PEG20L das Wachstum von acht Arten von Krebszelllinien hemmten. Die pharmakodynamische Studie an Mäusen zeigte, dass die ip-Verabreichung von Co-HAI-PEG20L mit 13 mg/kg und Ni-HAI-PEG20L mit 15 mg/kg in der Lage war, einen L-Arg-Spiegel über 120 Stunden lang unter seiner Nachweisgrenze zu halten eine Injektion. Das Körpergewicht der Mäuse konnte innerhalb von 5 Tagen nach der Injektion auf ein normales Niveau zurückkehren, was zeigt, dass die Dosen gut vertragen wurden. Daher sind sowohl Ni-HAI-PEG20L als auch Co-HAI-PEG20L vielversprechende Kandidaten für die Krebstherapie. WICHTIGSTE PUNKTE: • Mono-PEGylierung erfolgreich auf humane Arginase-I-Mutante (HAI) angewendet. • Die katalytische Effizienz von Co- und Ni-angereichertem HAI war höher als beim Wildtyp. • Mindestens acht Arten von Krebszelllinien wurden durch Co- und Ni-HAI-PEG20L gehemmt. • Co- und Ni-HAI-PEG20L konnten eine wöchentliche Abreicherung von L-Arg erreichen. Grafische Zusammenfassung.
Schlüsselwörter: Zweiwertige Metallionen; Humane Arginase I; L-Arg; Pharmakodynamik; Ortsspezifische Mono-PEGylierung.
Verwandte Produkte
Abkürzung: mPEG-MAL
Name: Methoxypoly(ethylenglykol)maleimid
Für weitere Produktinformationen kontaktieren Sie uns bitte unter:
US-Tel.: 1-844-782-5734
US-Tel.: 1-844-QUAL-PEG
CHN Tel.: 400-918-9898
E-Mail: sales@sinopeg.com
