앱타머 최적화 서비스

압타머는 표적 분자에 특이적으로 결합할 수 있는 단일 사슬 올리고뉴클레오타이드입니다. 뉴클레오타이드 염기 상보적 결합, 수소 결합, π-π 스태킹, 정전기력 등 다양한 상호작용을 통해 적응적 접힘(adaptive folding)을 거쳐 특정 3차원 구조를 형성합니다. 이 구조는 분자 간 힘을 통해 표적 분자에 특이적으로 결합합니다. 압타머는 일반적으로 SELEX 스크리닝을 통해 제작됩니다. 압타머 최적화 방법은 주로 압타머의 친화도, 선택성 및 안정성을 향상시키는 데 중점을 둡니다.

알파 라이프텍은 고객에게 정확하고 효율적인 핵산 압타머 스크리닝 및 최적화 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 스크리닝 및 최적화 과정은 고품질 압타머를 확보하는 데 중요한 단계일 뿐만 아니라, 이러한 응용 분야를 발전시키는 중요한 기반이기도 합니다. 알파 라이프텍은 최첨단 기술을 지속적으로 도입하고 서비스 프로세스를 최적화하여 업계를 선도하는 서비스를 제공하고 고객에게 더욱 효율적인 핵산 압타머 스크리닝 및 최적화 서비스 경험을 제공하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.

SELEX 앱타머 선택

알파라이프텍은 수년간 핵산 앱타머 개발에 집중해 왔으며, 주로 핵산 앱타머 설계, 핵산 앱타머 라이브러리 구축, 핵산 앱타머 스크리닝, 핵산 앱타머 합성으로 나뉩니다.

SELEX 스크리닝 기술은 압타머 스크리닝의 주요 방법입니다. 알파 라이프텍은 SELEX 압타머 선별뿐만 아니라 Cell-SELEX, CE-SELEX, Capture-SELEX 등 SELEX 기술 기반의 다른 방법도 제공합니다. 압타머의 시험관 내 스크리닝을 통해 표적 분자를 특이적으로 식별하고 표적 분자에 높은 친화도를 갖는 압타머를 확보합니다. 이후, 스크리닝된 압타머에 대해 고처리량 시퀀싱을 수행하고, 최종적으로 시험관 내 화학 합성을 통해 압타머를 합성합니다. 또한, 알파 라이프텍은 선별된 압타머를 최적화하고 최적화된 압타머의 기능을 검증할 수 있습니다.

Aptamer 최적화 소개

SELEX 기술로 스크리닝한 핵산 앱타머는 표적 분자에 대한 친화성이 강하지만, 실제 적용에서는 특정 적용 시나리오의 요구 사항을 충족하기 위해 앱타머 특이성, 앱타머 친화성 및 앱타머 안정성을 더욱 개선하기 위해 앱타머를 최적화할 필요가 있습니다.

주요 앱타머 최적화 방법에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다.

구조 절단

절단: 타겟 분자의 결합 능력에 영향을 미치지 않거나 덜 미치는 앱타머 서열의 일부를 제거함으로써, 핵심 인식 영역을 보존함으로써 앱타머의 길이를 단축시킬 수 있으며, 합성 효율과 앱타머 안정성을 개선할 수 있습니다.

2차 구조 시뮬레이션과 경험적 시행착오를 바탕으로, 앱타머의 국소적 고차 구조(스템 링, 유사 접합, G-quadruplet 등)를 인위적으로 정의하고, 형성되지 않았거나 짝을 이룬 단일 사슬을 제거하고, 스템을 짧게 하고, 작은 볼록한 링을 제거하고, 링을 줄이는 등의 작업을 수행했습니다. 분자 도킹 기술을 사용하여 앱타머와 표적 분자의 3차원 구조를 예측하여 더욱 정확한 맞춤화를 구현했습니다.

돌연변이 소개

무작위 돌연변이: 돌연변이 유발 기술(예: PCR 돌연변이 유발)을 사용하여 앱타머 서열에 무작위 돌연변이를 도입하고, SELEX 기술로 재스크리닝하면 더 높은 친화도와 선택성을 가진 돌연변이체를 얻을 수 있습니다. 이 방법을 통해 앱타머 서열의 다양성을 탐색하고 새로운 결합 패턴과 최적화 방향을 발견할 수 있습니다.

부위별 돌연변이: 구조 분석 및 결합 부위 예측을 기반으로, 단일 염기 또는 다중 염기 치환을 위한 가능한 돌연변이 부위를 선택하여 다양한 서열이 압타머 성능에 미치는 영향을 분석합니다. 부위 특이적 돌연변이는 압타머의 구조적 변화를 정밀하게 제어하여 성능을 최적화할 수 있습니다.

화학적 변형

앱타머는 화학적으로 변형되고, 앱타머의 다양한 위치(염기, 당 고리, 인산기 등)에 변형 그룹이 도입되어 앱타머의 안정성, 항핵산분해효소 능력 및 친화성이 향상됩니다.

그림 1. 앱타머의 일반적인 변형. (참고 출처:핵산” 책, “핵산 앱타머” 장

일반적인 변형으로는 2'-플루오로리보스, 2'-아미노리보스, 2'-o-메틸리보스, LNA(잠금 핵산), 그리고 메틸화되지 않은 퓨린 핵산(UNA)이 있습니다. 이러한 변형은 핵산분해효소의 인식을 감소시키거나, 압타머의 분해 저항성을 증가시키거나, 표적 분자와의 결합 특성을 변화시킬 수 있습니다.

기능 영역 소개

압타머는 효소 활성 및 형광 보고 능력과 같은 새로운 기능을 부여받습니다. 리간드 결합 영역은 촉매 영역과 결합되어 효소 활성을 갖는 압타머를 생성합니다. 예를 들어, 형광을 방출하는 분자에 결합하는 영역을 추가하면 표적 결합이 성공하면 형광 신호를 방출하는 자가 보고 압타머가 생성됩니다.