Zeitschrift für Pharmazie und pharmazeutische Forschung Offener Zugang

Abstrakt

Bioprospektion und rationales Engineering neuer L-Asparaginase zur Entwicklung eines besseren Biopharmazeutikums für die Behandlung von Blutkrebs

Geschichten A Costa-Silva, IM Costa, GS Agamez-Montalvo, A Pessoa und G Monteiro

Einleitung : Von Bakterien produzierte L-Asparaginase (EC3.5.1.1) wird zur Behandlung von akuter lymphatischer Leukämie (ALL) eingesetzt. Bei der Verwendung von bakterieller L-ASNase während der ALL-Behandlung wurden jedoch unzählige Nebenwirkungen festgestellt. Weitere Nachteile der Behandlung mit prokaryotischer L-Asparaginase sind Überempfindlichkeitsreaktionen, geringe thermische Stabilität, Abbau menschlicher Proteasen und schnelle Clearance.

Ziele : Zur Überwindung dieser Nachteile wurden einige Techniken eingesetzt, wie beispielsweise die Bioprospektion eukaryotischer Quellen oder die Modifizierung kommerzieller bakterieller L-Asparaginase durch gezielte Mutagenese. Um eukaryotische Quellen für L-ASNase zu finden, wurden in dieser Studie 20 filamentöse Pilze verwendet, die aus dem Mikrobiom der Qualle Olindias sambaquiensis isoliert wurden.

Ergebnisse : Sechs Pilzproben, die aus Quallententakeln (braune Strukturen in Quallen, die für die Toxinproduktion verantwortlich sind) isoliert wurden, zeigten eine Produktion von L-Asparaginase durch einen untergetauchten Fermentationsprozess. Die höchste Aktivität wies der Stamm OS02 mit 2,7 U/g auf. Dieser Stamm wurde zur Optimierung der L-Asparaginaseproduktion durch ein zentrales zusammengesetztes Design der Response Surface-Methode ausgewählt. Für eine maximale Enzymproduktion (11,45 U/g) waren die besten Bedingungen ein modifiziertes Czapek-Dox-Medium, das mit L-Asparagin ergänzt und bei 32,5 ° C und 190 U/min auf einen pH-Wert von 7,4 eingestellt wurde.

Schlussfolgerungen : Im Hinblick auf die Proteintechnik kommerzieller bakterieller L-Asparaginase haben wir gezielte Mutationen eingesetzt, um eine Resistenz gegen L-Asparaginase-Protease zu erreichen: eine neue, dreifach mutante Variante der Escherichia coli L-Asparaginase (EcAII). Die vorläufigen Ergebnisse zeigten, dass das mutierte Enzym in E. coli BL21 (DE3) exprimiert wurde und die ursprüngliche L-Asparaginase-Aktivität bewahrte. Diese L-Asparaginase-Proteoformen könnten alternative Biopharmazeutika sein, die das Potenzial haben, die Behandlungsergebnisse bei ALL weiter zu verbessern.