Estudio estructural de la glicoingeniería de anticuerpos IgG inmunoterapéuticos

Abstract

La glicosilación es la forma más diversa de modificación postraduccional de las proteínas. Afecta a múltiples propiedades de las mismas, como la estabilidad o la conformación1, y es importante en procesos como la respuesta inmunitaria o la señalización célula-célula2. La glicosilación de proteínas puede dividirse en dos tipos principales: N-glicosilación y O-glicosilación1. En la N-glicosilación, un glicano se une a la cadena lateral de un residuo de asparagina de la proteína mediante un enlace N-glicosídico. Dependiendo de la composición y número de antenas, los N-glicanos se clasifican como tipo alto contenido en manosa (en inglés, high mannose (HM)), tipo complejo (CT) y tipo híbrido (Hy)1. Los N-glicanos pueden ser escindidos de las glicoproteínas por la acción de las endo-β-N-acetilglucosaminidasas (ENGasas). Dependiendo de su especificidad de N-glicano, se pueden distinguir tres grupos de ENGasas: (i) ENGasas que hidrolizan N-glicanos de tipo CT pero no N-glicanos de tipo HM, (ii) ENGasas que hidrolizan N-glicanos de tipo CT, HM y Hy, y (iii) ENGasas que hidrolizan N-glicanos de tipo HM y Hy pero no CT. La especificidad de glicano de cada ENGasa viene determinada por los loops que decoran el sitio activo del enzima. En presencia de los dos productos de la hidrólisis, el N-glicano hidrolizado y una proteína que contiene un sitio de glicosilación, las ENGasas son capaces de catalizar la reacción inversa hacia la formación del enlace glicosídico. La eficacia de esta reacción se incrementa utilizando una ENGasa mutante con actividad glicosintasa3 y una oxazolina de N-glicano como sustrato glicosídico activado4–7...Glycosylation is the most diverse form of post-translational modification of proteins. It affects many properties of proteins, such as stability or conformation1, and is important in processes like immune response or cell-cell signaling2. Protein glycosylation can be divided into two main types: N-glycosylation and O-glycosylation1. In N-glycosylation, a glycan is attached to the side chain of an asparagine residue on the protein through an N-glycosidic bond. Depending on their composition and number of antennae, N-glycans are classified as high-mannose (HM) type, complex type (CT), and hybrid (Hy) type1. N-glycans are cleaved from glycoproteins by endo-β-N-acetylglucosaminidases (ENGases). Depending on their N-glycan specificity, three groups of ENGases can be distinguished: (i) ENGases that hydrolyze CT type N-glycans but not HM type N-glycans, (ii) ENGases that hydrolyze CT type, HM type and Hy type N-glycans, and (iii) ENGases that hydrolyze HM type and Hy type but not CT type N-glycans. The glycan specificity of each ENGase is determined by the loops that decorate the active site of the enzyme. In the presence of the two products of hydrolysis, the hydrolyzed N-glycan and the protein bearing glycosylation site, ENGases are capable of catalyzing the reverse reaction towards the glycosidic bond formation. The efficiency of this reaction is increased by using a glycosynthase ENGase mutant3 and an N-glycan oxazoline as an activated glycosyl donor substrate4–7...