Modelling of pH-dependence to develop a strategy for stabilising mAbs at acidic steps in production
Modelling of pH-dependence to develop a strategy for stabilising mAbs at acidic steps in production
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对 pH 依赖性进行建模，以制定在生产过程中的酸性步骤中稳定 mAb 的策略
DOI：
10.1101/711416
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hebditch M
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Hebditch M
越来越多地需要工程蛋白质来发挥作用或通过其基础蛋白质尚未进化的环境压力。健康领域的一个主要例子是抗体疗法，其中使用低 pH 值步骤进行纯化和病毒灭活。为了开发用于分析 pH 稳定性的计算模型，将预测与抗体结构域相对 pH 敏感性的实验数据进行比较。然后将该模型应用于已进化为在酸性环境中发挥功能的蛋白酶，显示出中性至酸性 pH 区域稳定性的低 pH 依赖性的明显特征，这主要是通过盐桥的减少。有趣的是，通过用极性氢键基团替换碱性侧链，大酸性蛋白质表面可以在酸性 pH 下保持对结构稳定性的贡献。这些观察结果形成了工程酸稳定蛋白质的设计原则。
Engineered proteins are increasingly being required to function or pass through environmental stresses for which the underlying protein has not evolved. A major example in health are antibody therapeutics, where a low pH step is used for purification and viral inactivation. In order to develop a computational model for analysis of pH-stability, predictions are compared with experimental data for the relative pH-sensitivities of antibody domains. The model is then applied to proteases that have evolved to be functional in an acid environment, showing a clear signature for low pH-dependence of stability in the neutral to acidic pH region, largely through reduction of salt-bridges. Interestingly, an extensively acidic protein surface can maintain contribution to structural stabilisation at acidic pH through replacement of basic sidechains with polar, hydrogen-bonding groups. These observations form a design principle for engineering acid-stable proteins.
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