Una enzima bioingeniería que agota la arginina como agente terapéutico de larga duración contra el cáncer
Sai-Fung Chung, Chi-Fai Kim, Suet-Ying Tam, Man-Chung Choi, Pui-Kin So, Kwok-Yin Wong, Yun-Chung Leung,
Resumen de Wai-Hung Lo
El agotamiento de L-Arginina (L-Arg) ha atraído una gran atención en la terapia del cáncer. Aunque dos tipos de enzimas que agotan la arginina, la arginina deiminasa (ADI) y la arginasa I humana, se encuentran en ensayos clínicos, el sitio aleatorio de PEGilación, la baja eficacia de los metales pesados como cofactor y la inmunogenicidad limitan el rendimiento de estos fármacos y causan dificultades. en una producción homogénea. Aquí seleccionamos diez iones metálicos catalíticos y hemos producido con éxito un mutante de arginasa I humana monopegilada específica del sitio mediante la conjugación del residuo Cys45 con PEG-maleimida para minimizar la disminución de la actividad y producir un producto homogéneo. La tendencia de eficiencia catalítica del mutante de arginasa I humana enriquecido con iones metálicos (HAI) fue Co2+ > Ni2+ ≫ Mn2+. Los valores totales de kcat/KM de Co-HAI y Ni-HAI fueron superiores a los de Mn-HAI en ~ 8,7 y ~ 5,2 veces, respectivamente. Además, los resultados de la cinética enzimática y la espectrometría de dicroísmo circular demostraron que el PEG lineal y ramificado de 20 o 40 kDa unido a la superficie de HAI no afectó a la actividad enzimática ni a las estructuras secundarias de la proteína. Los estudios in vitro mostraron que tanto Co-HAI-PEG20L como Ni-HAI-PEG20L inhibían el crecimiento de ocho tipos de líneas celulares de cáncer. El estudio farmacodinámico en ratones demostró que la administración ip de Co-HAI-PEG20L a 13 mg/kg y Ni-HAI-PEG20L a 15 mg/kg fue capaz de mantener un nivel de L-Arg por debajo de su límite de detección durante más de 120 h después una inyección El peso corporal de los ratones pudo volver a los niveles normales dentro de los 5 días posteriores a la inyección, lo que demuestra que las dosis fueron bien toleradas. Por lo tanto, tanto Ni-HAI-PEG20L como Co-HAI-PEG20L son candidatos prometedores para la terapia contra el cáncer. PUNTOS CLAVE: • Mono-PEGilación aplicada con éxito en mutantes de arginasa I humana (HAI). • La eficiencia catalítica de HAI enriquecido con Co y Ni fue mayor que el tipo salvaje. • Co- y Ni-HAI-PEG20L inhibieron al menos ocho tipos de líneas celulares de cáncer. • Co- y Ni-HAI-PEG20L pudieron lograr el agotamiento semanal de L-Arg. Gráficamente abstracto.
Palabras llave: Iones metálicos divalentes; arginasa I humana; L-Arg; Farmacodinamia; Mono-PEGilación específica del sitio.
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