Ochio IPAC2Analizzatore di conteggio di aggregati proteici

Come si formano le proteine?

Le proteine sono biopolimeri costituiti da aminoacidi come unità di base. La sequenza degli amminoacidi sulle molecole della proteina e la struttura stereologica che ne deriva costituiscono la diversità della struttura della proteina. Le proteine hanno strutture di primo, secondo, terzo e quarto grado, e la struttura delle molecole della proteina determina la sua funzione.

Struttura primaria: l'ordine degli amminoacidi nella catena polipeptidica della proteina e la posizione dei legami disolfo.

Struttura secondaria: all'interno della regione del Dipartimento Moleculare Proteico, la catena polipeptidica si arrotonda e si piega in una certa direzione.

Struttura secondaria: la struttura secondaria delle proteine è basata su una configurazione spaziale che si piega in specifiche strutture molecolari sferiche utilizzando vari legami secondari.

Struttura tridimensionale: ciascuna catena polipeptidica con una struttura tridimensionale nelle molecole di proteine ​​multisubunitarie polimerizza in modo appropriato la struttura tridimensionale della proteina formata.

Le sequenze di amminoacidi delle proteine sono codificate dal gene corrispondente. Oltre ai 20 amminoacidi "standard" codificati dal codice genetico, alcuni residui di amminoacidi nelle proteine possono essere modificati dopo la traduzione per cambiare la struttura chimica, attivando o regolando la proteina. Tuttavia, se si verifica un legame non specifico tra le proteine, non solo la proteina perde l'attività dovuta, ma è anche facile formare un covosomo, causando un aumento dei costi di ingegneria genetica delle proteine. La struttura dell'agglomerato comprende la struttura della fibra amiloide e la struttura dell'inclusione.

Perché è necessario studiare e osservare i collettivi proteici in ingegneria biomedica?

L'aggregazione di proteine è diventata un punto caldo di ricerca nei settori della medicina e della biologia, dove le proteine sono presenti in una configurazione non naturale, spesso accompagnata da un aumento della quantità di piegatura beta. Sia la demenza che il diabete di tipo II sono legati all'aggregazione di proteine. Lo studio dei collettivi proteici aiuta a comprendere la formazione delle malattie molecolari nel corpo.

Nell'era post genomica delle proteine e dei farmaci, trovare condizioni ottimizzate per i cristalli proteici è sempre stato l'obiettivo dei lavoratori della crescita dei cristalli. I cambiamenti nello stato degli aggregati proteici formati nella soluzione pre-nucleazione, comprese le loro dimensioni, morfologia e persino conformazione, influenzano direttamente il processo di nucleazione. Pertanto, studiare i cambiamenti nello stato degli aggregati disordinati può aiutare ad analizzare le condizioni per la comparsa di aggregati ordinati e fornire condizioni adeguate per la crescita dei cristalli proteici.

Il Laboratorio Chiave Statale di Bioingegneria Biomembrana e Membrana, Scuola di Scienze della Vita, Tsinghua University ha acquistato il "Sistema Cromatografico Multi angolo Laser Light Scattering gel" per l'analisi morfologica della soluzione biologica del campione, la determinazione del peso molecolare e della distribuzione delle proteine e dei loro aggregati, l'analisi dell'omogeneità e stabilità delle proteine, e lo screening dei loro stati e condizioni cristalline, per studiare l'impatto degli aggregati proteici sul processo di inquinamento della membrana.

L'aggregazione proteica colpisce seriamente i farmaci sviluppati a base di proteine. Nelle formulazioni farmaceutiche, l'aggregazione proteica influisce sull'efficacia del farmaco in termini di attività biologica e immunogenicità. L'aggregazione proteica avviene in varie fasi del processo produttivo, tra cui la coltura cellulare, la purificazione, la produzione, lo stoccaggio e il trasporto. L'industria farmaceutica spera di trovare nuovi metodi nella biotecnologia che possano essere utilizzati per rilevare, tracciare e analizzare quantitativamente i fattori che influenzano l'aggregazione proteica. Negli ultimi anni, gli aggregati proteici che esistono in forma stabile liofilizzata sono stati utilizzati come campioni standard per la rilevazione quantitativa degli aggregati proteici, insieme al nuovo ProteoStat che può essere testato in un lettore di analisi immunosorbente enzimatica (ELISA) ® protein aggregation assay， I metodi di rilevamento delle proteine possono essere ottimizzati.

Gli scienziati sono attualmente incerti sul perché forme proteiche scorrette e cluster siano importanti marcatori di malattie neurodegenerative, tra cui sclerosi laterale amiotrofica (SLA), malattia di Alzheimer e malattia della mucca pazza. In un rapporto di ricerca pubblicato sul numero 1 novembre di Molecular Cell, i ricercatori dell'Università di Yale hanno rivelato il processo di formazione di aggregati di forme errate di proteine studiando la patogenesi delle malattie nei batteri. Le proteine sono codificate e controllate dal DNA e formate nelle cellule attraverso l'assemblaggio dei ribosomi. Tuttavia, a volte le proteine non sono correttamente assemblate e queste proteine mal piegate tendono ad aggregarsi. Il fenomeno di aggregazione delle proteine mal piegate è particolarmente evidente nel cervello dei pazienti affetti da Alzheimer. Un team di ricerca di Yale ha rivelato che l'antibiotico streptomicina può indurre aggregazione proteica in Escherichia coli. Utilizzando la proteomica su larga scala e tecniche di screening genetico, i ricercatori hanno analizzato i fenomeni di aggregazione proteica e vagliato le proteine batteriche che possono rendere Escherichia coli resistente agli antibiotici. Infine, i ricercatori hanno scoperto come una proteina speciale nei batteri protegge i batteri dalla pressione del perossido di idrogeno e come questa proteina indebolisca l'aggregazione proteica causata dalla stimolazione della streptomicina.

Visualizzazione diretta, misurazione delle dimensioni e conteggio degli aggregati nelle proteine: il rilevamento dello stato di aggregazione proteica è fondamentale per comprendere la stabilità e l'efficacia dei prodotti biofarmaceutici. Quando ci sono aggregati proteici, hanno un impatto significativo sulla qualità, l'attività biologica e l'immunogenicità del prodotto. Molti aggregati saranno disposti in base alle dimensioni e alle caratteristiche quando si incontrano campioni biologici (come solubili e insolubili, covalenti e non covalenti, o reversibili e irreversibili). La gamma degli aggregati proteici è ampia, che vanno dai piccoli oligomeri (nanoscale) agli aggregati insolubili di dimensioni micrometriche composti da milioni di unità monomeriche.

Gli aggregati proteici possono essere generati in qualsiasi fase del processo di fabbricazione (coltura cellulare, purificazione, formazione), stoccaggio, distribuzione e trasformazione del prodotto. Può essere causato da varie pressioni, come agitazione, esposizione a pH, temperatura, resistenza ionica o varie interfacce (come interfacce gas-liquido). Nel caso di elevato contenuto proteico (come la formazione di anticorpi monoclonali), vi è la possibilità di un ulteriore aumento degli aggregati. Pertanto, nello sviluppo

Un'attenta descrizione e controllo degli aggregati sono necessari durante la fabbricazione, la successiva conservazione dei farmaci e la descrizione del prodotto. Allo stesso modo, può essere raggiunto monitorando lo stato degli aggregati e modificando o ottimizzando il processo produttivo.

Ora FC-200S-IPAC fornisce un sistema di analisi e monitoraggio delle particelle submicron basato sulla luce blu, che può direttamente osservare e contare le singole particelle nanoscale (come gli aggregati proteici) in tempo reale nella fase liquida e ottenere mappe di distribuzione ad alta risoluzione delle dimensioni delle particelle. Questa tecnologia ha le caratteristiche di veloce, affidabile e molto più basso costo della microscopia elettronica a scansione, che la rende una buona alternativa o supplemento ai metodi esistenti di analisi delle nanoparticelle come DLS (scattering dinamico della luce, noto anche come spettroscopia di correlazione fotonica PCS) o microscopia elettronica (EM)