Служба оптимізації аптамерів

Аптамери – це одноланцюгові олігонуклеотиди, які можуть специфічно зв'язуватися з молекулами-мішенями. Вони утворюють специфічну тривимірну структуру після адаптивного згортання за допомогою різних сил взаємодії, таких як комплементарне спарювання нуклеотидних основ, водневі зв'язки, π-π стекінг, електростатична сила тощо. Ця структура специфічно зв'язується з молекулами-мішенями за допомогою міжмолекулярної сили. Аптамери зазвичай отримують за допомогою SELEX-скринінгу. Методи оптимізації аптамерів в основному зосереджені на покращенні спорідненості, селективності та стабільності аптамерів.

Компанія Alpha Lifetech прагне надавати клієнтам точні та ефективні послуги зі скринінгу та оптимізації аптамерів нуклеїнових кислот. Процес скринінгу та оптимізації є не лише ключовим кроком у отриманні високоякісних аптамерів, але й важливою основою для розвитку цих застосувань. Alpha Lifetech продовжує впроваджувати передові технології та оптимізувати процеси обслуговування, щоб наші послуги завжди були на передовій галузі та забезпечували клієнтам більш ефективний досвід скринінгу та оптимізації аптамерів нуклеїнових кислот.

Вибір аптамерів SELEX

Компанія Alpha Lifetech протягом багатьох років зосереджується на розробці аптамерів нуклеїнових кислот, в основному поділяючи її на проектування аптамерів нуклеїнових кислот, створення бібліотек аптамерів нуклеїнових кислот, скринінг аптамерів нуклеїнових кислот та синтез аптамерів нуклеїнових кислот.

Метод скринінгу SELEX є основним методом скринінгу аптамерів. Alpha Lifetech може не тільки забезпечити відбір аптамерів SELEX, але й інші методи, засновані на технології SELEX, такі як Cell-SELEX, CE-SELEX, Capture-SELEX тощо. За допомогою скринінгу аптамерів in vitro отримують аптамери, які можуть специфічно ідентифікувати цільову молекулу та мають високу спорідненість до цільової молекули, потім виконується високопродуктивне секвенування перевірених аптамерів, і, нарешті, аптамери синтезуються за допомогою хімічного синтезу in vitro. Крім того, Alpha Lifetech може оптимізувати вибрані аптамери та перевірити функції оптимізованих аптамерів.

Вступ до оптимізації аптамерів

Хоча аптамери нуклеїнових кислот, що пройшли скринінг за допомогою технології SELEX, мають сильну спорідненість до молекул-мішеней, у практичному застосуванні аптамери все ще потребують оптимізації для подальшого покращення специфічності, спорідненості та стабільності аптамерів, щоб задовольнити потреби конкретних сценаріїв застосування.

Основні методи оптимізації аптамерів включають такі аспекти:

Різання конструкції

Укорочення: Видаляючи частини послідовності аптамерів, які не впливають або менш впливають на здатність зв'язування цільової молекули, зберігаючи область розпізнавання ядра, можна скоротити довжину аптамерів, а також покращити ефективність їх синтезу та стабільність.

На основі моделювання вторинної структури та емпіричного методу спроб і помилок було штучно визначено локальну вищу структуру аптамера (таку як кільце-стебло, псевдоз'єднання, G-квадруплет тощо), видалено несформовані або парні одиночні ланцюги, вкорочено стебло, видалено малі опуклі кільця, редуковано кільця тощо. Технологія молекулярного докінгу використовується для прогнозування тривимірної структури аптамера та цільової молекули для більш точного підбору.

Введення мутації

Випадкова мутаціяВикористання методів мутагенезу (таких як ПЛР-мутагенез) для введення випадкових мутацій у послідовність аптамерів та повторний скринінг за допомогою технології SELEX можуть отримати мутанти з вищою спорідненістю та селективністю. Цей метод дозволяє дослідити різноманітність послідовностей аптамерів та виявити нові моделі зв'язування та напрямки оптимізації.

Сайт-специфічна мутаціяНа основі структурного аналізу та прогнозування сайтів зв'язування вибираються можливі сайти мутацій для одно- або багатобазового заміщення, щоб дослідити вплив різних послідовностей на продуктивність аптамерів. Сайт-специфічна мутація може точно контролювати структурні зміни аптамерів для оптимізації їхньої продуктивності.

Хімічна модифікація

Аптамер хімічно модифікується, і модифікуючі групи вводяться в різні положення аптамера (такі як основа, цукрове кільце, фосфатна група тощо) для покращення стабільності, антинуклеазної здатності та афінності аптамера.

Рис.1 Поширені модифікації аптамерів. (Джерело посилання:Книга «Нуклеїнові кислоти», розділ «Аптамери нуклеїнових кислот»

До поширених модифікацій належать 2'-фторрибоза, 2'-амінорибоза, 2'-o-метилрибоза, LNA (замкнена нуклеїнова кислота) та неметильована пуринова нуклеїнова кислота (UNA). Ці модифікації можуть знизити розпізнавання нуклеаз, збільшити здатність аптамерів протистояти деградації або змінити їхні властивості зв'язування з молекулами-мішенями.

Представляємо функціональну зону

Аптамер наділений новими функціями, такими як ферментативна активність та здатність повідомляти про флуоресценцію. Ліганд-зв'язуюча область поєднується з каталітичною областю для створення аптамера з ферментативною активністю. Наприклад, додавання областей, що зв'язуються з молекулами, що випромінюють флуоресценцію, створює самозвітний аптамер, який випромінює флуоресцентний сигнал після успішного зв'язування з мішенню.