Multi-pass Transmembrane Proteins and Technology Platforms / Proteine transmembrana multi-passo e piattaforme tecnologiche

Multi-pass Transmembrane Proteins and Technology Platforms / Proteine transmembrana multi-passo e piattaforme tecnologiche

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

INTRODUCTION

Transmembrane proteins (TPs) are embedded in the cell membrane and span both the intracellular and extracellular environments.The transmembrane region, which directly interacts with the phospholipid bilayer, is an important channel connecting these environment and enables transport of various ions and molecules as well as relaying activation and response reactions to extracellular stimuli. These reactions propagate intracellularly through downstream signal pathways and regulate cell metabolism, cellular activity and cellular fate. TPs can be classified structurally as either alpha-helical or beta-barrels and topologically as single-pass or multi-pass molecules with orientation of N and C terminus. Many human diseases are known to be associated with abnormal functions of these TPs and their role in variety of signaling pathways makes them ideal drug targets.

In order to develop effective therapeutic targeting these TPs, a full length and biologically relevant form of these proteins needs to be isolated. Particularly, multi-pass TPs are notoriously difficult to purify due to complex structures with multiple hydrophobic transmembrane regions and low expression level in host cells but have become highly sought-after disease target. It is confirmed that Rituximab recognizes CD20 not only at the primary epitope at the extracellular loop 2 (ECL2), but also its secondary epitope at extracellular loop 1 (ECL1).Furthermore, this secondary epitope also affects the CDC activity of Rituximab. Therefore, a full length TPs with native folding is needed to fully characterize antibody activity and mechanism of action.

ACROBiosystems has specially set up multiple technology platforms to address the structural complexity of multi-pass TPs and meet the needs of different application. ACRO has developed a full range of full-length multi-pass TPs with stabilized structure and high activity including CD20, Claudin18.2, CD133, GPRC5D, CCR5 and CCR8 to facilitate drug development and mechanism studies.

TECHNOLOGY PLATFORMS

VLP Platform

The VLP (Virus like particles) technology platform based on the HEK293 expression system is specially set up by ACROBiosystems to express TPs on the host cell surface. The viral envelop/capsid protein then turns these cell surfaces into soluble lipid bilayer particles with highly-concentrated proteins amenable for antibody immunization and screening. The membrane protein-VLP complex displays correctly folded multi-pass TPs in its cell membrane  induce and screen functional antibodies that recognize the natural conformation of the target.In addition to providing VLP based multi-pass TPs in our catalog, ACRO provides customized services as well.

Advantages

Full-length TPs with complete ECD epitopes
Higher abundance than that of overexpressing cells
Higher immunogenicity
Can be used as the best targets for dendritic cells and phage display in vivo because of their 100-200nm in size
Compatible with immunization/ELISA/SPR/BLI/cell experiment/CAR detection

Detergent Micelle Platform

Principle

The transmembrane region of multi-pass TPs is highly hydrophobic, and it is difficult to maintain the correct conformation in ordinary buffers once extracted from cell membrane. This problem can be solved by addition of detergents. ACROBiosystems has set up a complete platform for insect cell and mammalian cell expression, purification, and stabilization for difficult drug target TPs. ACRO performs detergent screening including DDM/CHS (Cat. No. DC-11) to increase solubility and ensure native fold of this protein in vitro.

Advantages

Full-length TPs, not only contain complete ECD epitopes
Can be accurately quantified
Compatible with immunization/ELISA/SPR/BLI

Nanodisc Platform

Principle

"Nanodisc" is a synthetic phospholipid bilayer membrane structure composed of membrane scaffold proteins (MSPs) and phospholipid molecules. TP can be integrated into the special structure of Nanodisc after removal of the detergent so as to maintains its native folding, retain its biological activity and exhibitimproved hydrophilicity for a wide range of applications. For example, the detergent free formulation of Nanodisc based TP is compatible in CAR expression tests. ACROBiosystems has licensed the Nanodisc technology from University of Illinois and performed continuous optimization and improvement of the assembly process to make it suitable for industrial scale-up production. ACRO’s efforts have ensured a long-term stable supply of Nanodisc based TP products for the biopharma industry.

Advantages

Full-length TPs are in a natural membrane environment retaining high biological activity
High hydrophilicity without detergents
Authorized licensed patent holder
Compatible with immunization/ELISA/SPR/BLI/cell experiment/CAR detection

ITALIANO

INTRODUZIONE

Le proteine ​​transmembrana (TP) sono incorporate nella membrana cellulare e attraversano sia l'ambiente intracellulare che quello extracellulare. La regione transmembrana, che interagisce direttamente con il doppio strato fosfolipidico, è un importante canale che collega questi ambienti e consente il trasporto di vari ioni e molecole, nonché trasmettendo reazioni di attivazione e risposta a stimoli extracellulari. Queste reazioni si propagano a livello intracellulare attraverso percorsi di segnale a valle e regolano il metabolismo cellulare, l'attività cellulare e il destino cellulare. I TP possono essere classificati strutturalmente come alfa-elica o beta-barili e topologicamente come molecole a passaggio singolo o multiplo con orientamento del terminale N e C. Molte malattie umane sono note per essere associate a funzioni anormali di questi TP ed il loro ruolo in una varietà di vie di segnalazione le rende bersagli farmacologici ideali.

Al fine di sviluppare un'efficace azione terapeutica mirata a questi TP, è necessario isolare una forma completa e biologicamente rilevante di queste proteine. In particolare, i TP multi-pass sono notoriamente difficili da purificare a causa di strutture complesse con più regioni transmembrana idrofobe ed un basso livello di espressione nelle cellule ospiti, ma sono diventati un bersaglio della malattia molto ricercato. È confermato che Rituximab riconosce il CD20 non solo nell'epitopo primario dell'ansa extracellulare 2 (ECL2), ma anche del suo epitopo secondario nell'ansa extracellulare 1 (ECL1). Inoltre, questo epitopo secondario influenza anche l'attività CDC di Rituximab. Pertanto, è necessario un TP a lunghezza intera con ripiegamento nativo per caratterizzare completamente l'attività anticorpale e il meccanismo d'azione.

ACROBiosystems ha appositamente creato più piattaforme tecnologiche per affrontare la complessità strutturale dei TP multi-pass e soddisfare le esigenze di diverse applicazioni. ACRO ha sviluppato una gamma completa di TP multi-pass a lunghezza intera con struttura stabilizzata ed alta attività, inclusi CD20, Claudin18.2, CD133, GPRC5D, CCR5 e CCR8 per facilitare lo sviluppo di farmaci e gli studi sui meccanismi.

PIATTAFORME TECNOLOGICHE

Piattaforma VLP

La piattaforma tecnologica VLP (Virus like particelle) basata sul sistema di espressione HEK293 è stata appositamente creata da ACROBiosystems per esprimere TP sulla superficie della cellula ospite. La proteina dell'involucro virale/capside trasforma quindi queste superfici cellulari in particelle a doppio strato lipidico solubili con proteine ​​altamente concentrate suscettibili di immunizzazione e screening degli anticorpi. Il complesso proteina di membrana-VLP mostra TP multi-pass correttamente piegati nella sua membrana cellulare inducono e schermano gli anticorpi funzionali che riconoscono la conformazione naturale del bersaglio. Oltre a fornire TP multi-pass basati su VLP nel nostro catalogo, ACRO fornisce servizi personalizzati come bene.

Vantaggi

TP a tutta lunghezza con epitopi ECD completi

Abbondanza maggiore di quella delle cellule che sovraesprimono

Immunogenicità superiore

Possono essere utilizzati come i migliori bersagli per le cellule dendritiche e la visualizzazione dei fagi in vivo grazie alla loro dimensione di 100-200 nm

Compatibile con immunizzazione/ELISA/SPR/BLI/esperimento cellulare/rilevamento CAR

Piattaforma Micelle detergente

Principio

La regione transmembrana dei TP multi-pass è altamente idrofoba ed è difficile mantenere la corretta conformazione nei normali tamponi una volta estratti dalla membrana cellulare. Questo problema può essere risolto con l'aggiunta di detersivi. ACROBiosystems ha creato una piattaforma completa per l'espressione, la purificazione e la stabilizzazione di cellule di insetto e cellule di mammifero per TP difficili da raggiungere. ACRO esegue lo screening dei detergenti incluso DDM/CHS (Cat. No. DC-11) per aumentare la solubilità e garantire il ripiegamento nativo di questa proteina in vitro.

Vantaggi

I TP a lunghezza intera, non solo contengono epitopi ECD completi

Può essere quantificato con precisione

Compatibile con immunizzazione/ELISA/SPR/BLI

Piattaforma Nanodisc

Principio

"Nanodisc" è una struttura di membrana a doppio strato di fosfolipidi sintetica composta da proteine ​​di scaffold di membrana (MSP) e molecole di fosfolipidi. Il TP può essere integrato nella speciale struttura di Nanodisc dopo la rimozione del detergente in modo da mantenere la sua piegatura nativa, conservare la sua attività biologica e esibire una migliore idrofilia per un'ampia gamma di applicazioni. Ad esempio, la formulazione priva di detergenti di TP a base di Nanodisc è compatibile nei test di espressione di CAR. ACROBiosystems ha concesso in licenza la tecnologia Nanodisc dall'Università dell'Illinois e ha eseguito l'ottimizzazione e il miglioramento continui del processo di assemblaggio per renderlo adatto alla produzione industriale su larga scala. Gli sforzi di ACRO hanno garantito una fornitura stabile a lungo termine di prodotti TP basati su Nanodisc per l'industria biofarmaceutica.

Vantaggi

I TP a tutta lunghezza si trovano in un ambiente di membrana naturale che mantiene un'elevata attività biologica

Elevata idrofilia senza detergenti

Titolare del brevetto autorizzato con licenza

Compatibile con immunizzazione/ELISA/SPR/BLI/esperimento cellulare/rilevamento CAR

Da.

https://acrobiosystems.com.cn/A1290-Transmembrane-Proteins-Platform.html?utm_source=acro&utm_medium=newsletter&utm_campaign=CD20&utm_content=CD20&utm_term=12212021