(논문번역)N-glycosylation of recombinant therapeutic glycoproteins in plant systems

소개글

(논문번역)N-glycosylation of recombinant therapeutic glycoproteins in plant systems에 대한 보고서 자료입니다.

목차

N-glycosylation in ER
type of plant N-glycans
식물 N-glycan의 합성
식물 system에서의 재조합 glycoprotein의 발현
식물 N-glycosylation의 Humaniztion
Plant N-glycans의 특정 monosaccharide의 부재를 극복하는 방법
결론

본문내용

의 transfer를 막는데 유용하다. 이 실험에서 얻어진 recombinant glycoprotein은 immunogenic 하지 않고, sialic acid가 없는 것은 예외로, 사람의 glycoprotein과 매우 유사했다. 그러나 tobacco-derived antibody에 의한 N-glycans의 이동이 매우 heterogenous한 것처럼 human B(1,4)-GalT의 이 glycans의 pool에 대한 역할은 몇몇만이 단지 부분적으로 humanized된 N-glycans의 complex mixture를 만들어냈다. 이 전략은 transgenic alfalfa(담배, 마리화나) plant에서 더욱 성공적이었다. in vivo Galactosylation이 수행된; 생성된 antibodies의 N-glycosylation은 terminal GlcNAc residues를 포함한 성숙 oligosaccharide로 제한되었다.
-glycoprotein sialylation의 가능성을 가진 식물을 engineering하는 것은 매우 까다로울 것이다. 이것은 최근의 결과들이 식물의 sialylation에 있어 genetic하고 enzymatic한 basis가 존재하기 전에는 그다지 중요하지 않을 것으로 보인다.
-shah는 biotinylated SNA-I와 MAA lectin을 이용해 A.thaliana의 액체현택 배양세포에서 sialylated glycoconjugates를 찾아냈다. 그 결과는 reverse-phase C18 chromatography에 의해 확증되었다. 반대로 Seveno에 의해 A.thaliana와 N.tobacum 단백질 추출물로부터 얻어진 결과는 식물에서 감지가능한 silaic acid의 존재를 지지하지 못했다. 그들의 3-deoxy-D-manno-2-octulsonic acid(KDO)의 존재에 관한 연구에 따르면 a-keto acid는 단지 cell wall에만 존재한다고 추측되었고, 포유류 protein 추출물에서 sialic acid를 위한 다른 특별한 condition 하에서 잘못 해독될 수 있다고 추측했다. 그들의 의견에서 sialidase의 digetion 부재와 cgl mutant의 신호감지가 가리키듯 이것들이 존재할지라도 sialic acid 연관 물질이 protein N-glycans에는 관련돼있지 않을 것이라고 한다. 그럼에도 불구하고 실험실에서 자란 선인장 Mammillaria gracillis의 다른 조직(shoot, callus, hyperhydric regenerant and tumor)의 sialic acid의 존재는 terminal sialic acid-a(2,6)-galactose와 sialic acid-a(2,3)-galactose 구조를 각각 밝혀내는 biotin-and-digoxigenin-labeled SNA-I와 MAA lectin의 적용에 의해 밝혀졌다. sveno의 실험에서 보여지듯이 lectin의 사용이 매우 중요하지만 불특정한 신호를 야기할 수 있기 때문에 monosaccharide mixtures의 the high-perfomance anion exchange chromatography with pursed amperometic detection(HPAEC-PAD)분석은 detached N-glycans의 total hydolysis 후에 얻어진 것으로 수행 되었다. 이 분석적 방법은 KDO와 sialic acid를 완전히 녹이는 것으로 N-acetylneuraminic acid는 hyperhydric regenerant와 종양조직에서 얻어진 42-KDa의 glycoprotein의 oligosaccharide 사슬의 구성물이라는 것을 보였다. 추가적으로 quadruple time-of-flight electrospray mass spectrometry와 정확한 질량 분석(accurate mass determination)은 세 개의 disialylated species의 structure를 나타내었다:Hex4HexNAc4NeuAc2, Hex6HexNAc4NeuAc2, Hex6HexNAc5NeuAc2(fig.6)
현재까지 이것들이 식물에서는 발견되고 있지 않기 때문에 제시된 glycan 패턴은 시퀀싱에 의한 그 이상의 세밀한 분석이 요구된다. 그러나 이러한 새로운 데이터들은 비록 포유류 조직의 그것보다는 양이 적지만 식물에도 sialylated glycoconjugates가 존재한다는 것을 명백하게 가리키고 있다. 그래서 특정한 유전자 multipulation이 식물이 상당한 양의 sialylated glycoprotein을 만드는 것을 가능하게 하는데 필요할 것이다. 식물에서의 sialylation pathway는 sialylation 수준을 필요한 만큼 상승시키고 관심 단백질의 효소활성을 높이기 위해 밝혀져야만 한다. 그러므로 sialic acid의 in virto addition은 short run에서 더 현실적인 선택지가 될 것이다. 그럼에도 이 발견은 식물의 합성, localization, structual variation과 sialic acid의 기능에 대한 연구에서 새로운 분야를 열었고, endogenous plant pathway의 특정 대사 engineering이 식물의 포유류 단백질에 대한 production system의 가치를 강화시키는데 영향을 줄 수 있음을 보였다.
**sialylated N-glycans
결론 ; 현재까지 얻어진 결과는 glycosylation system에서 적은 modification을 가진 식물이 가가운 미래에 인간치료에 견줄만한 대량의 치료용 glycoconjugates의 생산에 적절한 host가 될 수 있다는 것을 제시하고 있다. 식물과 동물의 N-glycosylation에 있어서의 차이는 잠시 동안은 몇가지 단백질의 생산에 있어 제한이 되고있다. 이러한 어려움을 극복하는 것은 large-scale로 어떠한 치료용 단백질을 만들어내는 것도 가능하고, 이는 pharmaceutical 산업의 요구를 충족시킬 수 있도록 할 것이다.

키워드

N-glucosylation(당화작용),   식물(plant),   단백질생산(protein production),   치료용 단백질(therapeutic protein),   식물특이적 당쇄의 인간화(Humanization of Plant spe,   transgenic plant(형질전환 식물체),   식물 당화작용