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各種 T-E 型結構

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複合鏈接體

當多臂鏈接體上,鏈接臂的Y功能基與標的或效應元件結合後,此鏈接體則稱為「滿載」鏈接體(packed linker unit),一個 T-E 型藥物可由一個、兩個、或是三個滿載鏈接體,經由點擊反應結合不同的功能部位(functional moieties)。有下列三種點擊反應,可以用來進行耦合:(1)Copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition(CuAAC)是 azide 與 alkyne 的耦合反應;(2)Inverse electron-demand Diels-Alder click chemistry(iEDDA)是 Tetrazine 與 TCO 的耦合反應;(3)Strain-promoted azide-alkyne cycloaddition(SPAAC)是 azide 與 stained alkyne(DBCO or BCN)的耦合反應。
 

滿載鏈接體的例子



 

兩個滿載鏈接體的結合


 

雖然我們大部分的 T-E 型藥物是兩個滿載鏈接體的結合,但有時因為治療上的需要,最適合使用單一標的或是效應元件。如下圖所示,這樣的結構可以只用單一的滿載鏈接體來製造。在其他的治療的應用上,有時需要有兩組的標的部位或是兩組效應部位在一個 T-E 型藥物上,所以需要用到兩個或三個滿載鏈接體做結合,以增強標的或效應的功能。這樣使用滿載鏈接體完成的分子結構,我們稱之為「複合鏈接體」(joint-linker)。如此建構 T-E 型藥物的模式,使我們可以分開製備各個滿載鏈接體,再作耦合。如此所形成的新藥分子,大多與 IgG(150kDa)的大小差不多或更小;有些則是在 150-210kDa 之間。
 

複合鏈接體的例子



 
 

T-E 元件的多樣性

基於 T-E 型藥物的概念與多臂鏈接體的化學特性,我們可以選擇多種類型的分子作為標的元件或效應元件,其中包含各種小分子藥物、寡核苷酸(oligonucleotides)及小型干擾性 RNA(small interfering RNAs, siRNAs)、含天然或非天然氨基酸的胜肽鏈、蛋白質、抗體片段(scFv)、單域抗體(single-domain antibody, sdAb)等。這些元件若本身並不具備 SH、NH2、COOH、或是 OH 等耦合基,我們可用一短的連接鏈修飾這些分子,在適當的位置引入一個官能基,以與多臂鏈接體的鏈接臂進行耦合反應。
 

融合蛋白

除了用多臂鏈接體的模式建構 T-E 型藥物之外,我們也可用融合蛋白的方式,使其同時具有標的或效應功能。其中最常用的方法是,利用具專一性的抗體分子(IgG)作為標的或效應蛋白分子,而在其 gamma 鏈的 C 端(carboxyl terminus, 羧基端)接上相對應的效應或標的蛋白分子,成為「延伸型 IgG 融合蛋白」的組態。除此之外,IgG 的 Fc 部位(fragment crystallizable region, 結晶片段區),也就是 CH2-CH3 區域,可用來做為建構融合蛋白的核心,而在其 N 端或 C 端接上標的或效應元件,成為「Fc 融合蛋白」的組態。此處元件的種類可以是胜肽賀爾蒙 (peptide hormones)、 生長激素(growth factors)、 細胞激素 (cytokines)、或抗體片段(scFv)。

更進一步,我們可以在 IgG 或 Fc 的兩條 gamma 鏈的 C 端,設計一個胜肽鏈並放置一個 cysteine 作為 C 端的結尾,提供一個 SH 基與耦合臂上的 maleimide 結合,並進一步用耦合臂與其他滿載鏈接體耦合,比如,與藥物束(drug bundles)耦合(見下頁)。所使用的耦合反應與上一章所描述的類似。雖然用融合蛋白的架構來構建雙功能分子不是新的概念與技術,但是我們用特殊的標的元件與效應元件所組合的 T-E 融合蛋白,是具創新性的雙功能藥物分子。

 

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