Summary

Bloqueio de anticorpos direcionados por um conjugado duplo-funcional de peptídeo antigênico e mimetismo FC-III (DCAF)

Published: September 17, 2019
doi:

Summary

O desenvolvimento de um conjugado dual-functional do peptide antigénico e do mimetics FC-III (DCAF) é novo para a eliminação de anticorpos prejudiciais. Aqui, nós descrevemos um protocolo detalhado para a síntese da molécula DCAF1, que pode seletivamente obstruir o anticorpo 4G2 para eliminar o efeito dependente do realce do anticorpo durante a infecção do vírus de dengue.

Abstract

A eliminação de anticorpos nocivos dos organismos é uma abordagem valiosa para a intervenção de doenças associadas a anticorpos, como a febre hemorrágica da dengue e doenças auto-imunes. Desde que os milhares de anticorpos com epítopos diferentes circulam no sangue, nenhum método universal, à exceção do conjugado duplo-funcional do peptide antigénico e dos mimetics FC-III (DCAF), foi relatado para alvejar anticorpos prejudiciais específicos. O desenvolvimento de moléculas de DCAF contribui significativamente para o avanço da terapia direcionada, que foram demonstrados para eliminar o efeito do realce dependente de anticorpos (ADE) em um modelo de infecção pelo vírus da dengue (DENV) e para impulsionar a acetilcolina atividade do receptor em um modelo do gravis da miastenia. Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de uma molécula de DCAF (DCAF1), que possa seletivamente obstruir o anticorpo 4G2 para atenuar o efeito do ADE durante a infecção do vírus de dengue, e ilustrar a ligação de DCAF1 ao anticorpo 4G2 por um ensaio de ELISA. Em nosso método, DCAF1 é sintetizado pela conjugação de um derivado de hidrazina de um peptídeo FC-III e uma α-hélice longa expressa recombinante com seqüência antigênica através de ligadura química nativa (NCL). Este protocolo foi aplicado com sucesso a DCAF1 assim como outras moléculas de DCAF para alvejar seus anticorpos cognato.

Introduction

Os anticorpos desempenham papéis importantes na resposta imune humoral para a neutralização de bactérias patogênicas e vírus1. No entanto, alguns anticorpos exibem impactos nocivos para os organismos, tais como anticorpos Cross-Reactive no efeito Ade durante a infecção por DENV e anticorpos over-reativa em miastenia gravis, que é uma doença auto-imune2,3. O efeito Ade é mediado pelos anticorpos Cross-Reactive que fazem a ponte para conectar o receptor de DENV e de FC que apresenta pilhas4,5, quando os gravis da miastenia forem causados pelos anticorpos excessivos que atacam receptores da acetilcolina entre as junções célula-célula no tecido muscular6,7. Embora abordagens parcialmente eficazes tenham sido desenvolvidas para tratar essas doenças8,9, semdúvida, a eliminação direta desses anticorpos prejudiciais faria progressos para as intervenções.

Recentemente, as moléculas de DCAF, que têm grupos Dual-functional, foram desenvolvidas para o anticorpo alvejado que obstrui10. DCAF é um peptide longo que seja compor de 3 porções: 1) uma peça do antígeno que possa específico reconhecer o anticorpo cognato, 2) um tag de FC-III ou de FC-III-4C para fortemente ligar à região de FC do anticorpo para inibir o receptor de FC ou as proteínas do componente do complemento , 3) um longo vinculador α-helicoidal que conjuga esses dois grupos funcionais10. A parte do vinculador, projetada do domínio de Moesin FERM, foi aperfeiçoada pelo software de Rosseta para assegurar a parte do antígeno e a parte de FC-III em uma molécula de DCAF pode ligar às regiões de fab e de FC de IgG simultaneamente. Quatro moléculas de DCAF foram sintetizadas para alvejar 4 anticorpos diferentes, entre eles DCAF1 foi usado para eliminar o anticorpo 4G2, que é um anticorpo Cross-Reactive durante a infecção de DENV para contribuir ao efeito do ADE; e DACF4 foi projetado para o resgate de receptores de acetilcolina, bloqueando mab35 anticorpo em miastenia gravis10.

No presente estudo, DCAF1 como exemplo, foram mostrados os protocolos para a síntese da molécula de DCAF e a detecção da interação entre um DCAF e seu anticorpo cognato. O DCAF1 é semisintetizado pela aproximação de NCL11,12,13,14, que conjuga o derivado de hidrazina de um peptide de FC-III e as partes expressadas do linker-antígeno junto. A abordagem NCL tem vantagens significativas sobre a síntese totalmente química e expressão totalmente recombinante para a síntese de DCAF1, porque ambos os métodos levam a baixo rendimento e alto custo. A abordagem atual não é apenas a maneira mais rentável para obter o DCAF de comprimento total, mas também pode manter a conformação da parte do vinculador semelhante como sua forma nativa. Desde que as moléculas diferentes de DCAF têm seqüências similares à exceção das peças do antígeno, nossos métodos para a síntese DCAF1 e o ensaio da interação entre o anticorpo DCAF1 e 4G2 podem ser aplicados a outras moléculas de DCAF ao bloco alvejado seus anticorpos cognato também.

Protocol

1. síntese química do derivado da hidrazina de um peptídeo FC-III Convertendo 2-CL-(TRT)-resina CL para 2-CL-(TRT)-NHNH2 resina Pesar 625 mg de resina 2-CL-(TRT)-CL (0,25 mmol) em uma embarcação de síntese de peptídeos de 25 mL. Adicionar 5 mL de N, N-dimetilformamida (DMF) para a resina a partir do topo da embarcação, coloque a tampa de volta, agitar suavemente a embarcação por 15 s e, em seguida, drená-lo. Repita a lavagem DMF por mais duas vezes.</…

Representative Results

O fluxograma para a rota de síntese por ligadura química nativa neste artigo é mostrado na Figura 1. As figuras 2-6 mostram os cromatogramas (a) e os espectros de massa (B) do derivado químico sintetizado da hidrazina de um peptídeo FC-III, do linker expresso recombinante e da parte do antígeno, o produto purificado da reação de NCL, o purificado produto da reação da dessulfuração e do produto final purified DCAF1, respectivament…

Discussion

O protocolo aqui descreve a semisíntese e a detecção de DCAF1 usando a abordagem NCL, que é mostrada na Figura 1. Resumidamente, os dois fragmentos de DCAF1 são químicos sintetizados e recombinantemente expressos, respectivamente; Então, a molécula cheia do comprimento DCAF1 é montada, modificada e purificada. Para a síntese de fragmento de FC-III derivado de hidrazina, usar resina de baixa capacidade de 2 CL é bastante importante, pois a alta capacidade tem um efeito negativo par…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado em parte pela Universidade Tsinghua-Gates Foundation (não. OPP1021992), a Fundação Nacional da ciência natural de China (no. 21502103, 21877068 e 041301475), e o programa chave nacional da pesquisa e do desenvolvimento de China (no. 2017YFA0505103).

Materials

2-Chlorotrityl resin Tianjin Nankai HECHENG S&T
1-[Bis(dimethylamino)methylene]-1H-1,2,3-triazolo-[4,5-b]pyridinium hexafluorophosphate 3-oxide GL Biochem 00703
2-(6-Chloro-1H-benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethylaminiumhexafluorophosphate GL Biochem 00706
2,2′-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride J&K Scientific 503236
4G2 antibody Thermo MA5-24387
4-mercaptophenylacetic acid Alfa Aesar H27658
96-well microtiter plates NEST 701001
Acetonitrile Thermo-Fisher A955 MS Grade
AgOAc Sinopharm Chemical Reagent 30164324
anti-GST antibody Abclonal AE001
Anti-mouse IgG, HRP-linked Antibody Cell Signaling Technology 7076P2
BSA Beijing DINGGUO CHANGSHENG BOITECHNOL
CD spectrometer Applied Photophysics Ltd
dialysis bag Sbjbio SBJ132636
Dichloromethane Sinopharm Chemical Reagent 80047360
diethyl ether Sinopharm Chemical Reagent 10009318
DNA Gel Extraction Kit Beyotime D0056
Fusion Lumos mass spectrometer Thermo
GSH Sepharose GE Lifesciences
Guanidine hydrochloride Sinopharm Chemical Reagent 30095516
Hydrazine hydrate Sinopharm Chemical Reagent 80070418
Hydrochloric acid Sinopharm Chemical Reagent 10011018
imidazole SIGMA 12399-100G
Isopropyl β-D-Thiogalactoside SIGMA 5502-5G
kanamycin Beyotime ST101
Methanol Thermo-Fisher A456 MS Grade
N, N-Diisopropylethylamine GL Biochem 90600
N, N-Dimethylformamide Sinopharm Chemical Reagent 8100771933
NcoI Thermo ER0571
PBS buffer Solarbio P1022
Peptide BEH C18 Column Waters 186003625
piperidine Sinopharm Chemical Reagent 80104216
Plasmid Extraction Kit Sangon Biotech B611253-0002
QIAexpress Kit QIAGEN 32149
Rapid DNA Ligation Kit Beyotime D7002
Sodium dihydrogen phosphate dihydrate Sinopharm Chemical Reagent 20040718
Sodium hydroxide Sinopharm Chemical Reagent 10019762
Sodium nitrite Sinopharm Chemical Reagent 10020018
sodium chloride Sinopharm Chemical Reagent 10019318
Standard Fmoc-protected amino acids GL Biochem
sterilizing pot Tomy SX-700
SUMO Protease Thermo Fisher 12588018
stop solution Biolegend 423001
the whole gene sequence that can express SUMO-linker-antigen Taihe Biotechnology Compay
TMB reagent Biolegend 421101
Trifluoroacetic acid SIGMA T6508
Triisopropylsilane GL Biochem 91100
Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride Aladdin T107252-5g
tryptone OXOID LP0042
Tween 20 Solarbio T8220
Ultimate 3000 HPLC Thermo
vacuum pump YUHUA SHZ-95B
XhoI Thermo IVGN0086
yeast extract OXOID LP0021

References

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Cite This Article
Bai, X., Zhang, L., Hu, J., Zhao, X., Pan, J., Deng, H., Feng, S. Targeted Antibody Blocking by a Dual-Functional Conjugate of Antigenic Peptide and Fc-III Mimetics (DCAF). J. Vis. Exp. (151), e60063, doi:10.3791/60063 (2019).

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