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Site-specific bioconjugation approaches for enhanced delivery of protein therapeutics and protein drug carriers.
Bioconjugate Chemistry ( IF 4.0 ) Pub Date : 2020-09-15 , DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.0c00456 Rachel M Lieser 1 , Daniel Yur 1 , Millicent O Sullivan 1 , Wilfred Chen 1
Bioconjugate Chemistry ( IF 4.0 ) Pub Date : 2020-09-15 , DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.0c00456 Rachel M Lieser 1 , Daniel Yur 1 , Millicent O Sullivan 1 , Wilfred Chen 1
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Proteins have the capacity to treat a multitude of diseases both as therapeutics and as drug carriers due to their complex functional properties, specificity toward binding partners, biocompatibility, and programmability. Despite this, native proteins often require assistance to target diseased tissue due to poor pharmacokinetic properties and membrane impermeability. Functionalizing therapeutic proteins and drug carriers through direct conjugation of delivery moieties can enhance delivery capabilities. Traditionally, this has been accomplished through bioconjugation methods that have little control over the location or orientation of the modification, leading to highly heterogeneous products with varying activity. A multitude of promising site-specific protein conjugation methods have been developed to allow more tailorable display of delivery moieties and thereby enhance protein activity, circulation properties, and targeting specificity. Here, we focus on three particularly promising site-specific bioconjugation techniques for protein delivery: unnatural amino acid incorporation, Sortase-mediated ligation, and SpyCatcher/SpyTag chemistry. In this review, we highlight the promise of site-specific bioconjugation for targeted drug delivery by summarizing impactful examples in literature, considering important design principles when constructing bioconjugates, and discussing our perspectives on future directions.
中文翻译：
特定于位点的生物偶联方法可增强蛋白质治疗剂和蛋白质药物载体的递送。
蛋白质具有复杂的功能特性，对结合伴侣的特异性，生物相容性和可编程性，因而具有将多种疾病作为治疗剂和药物载体进行治疗的能力。尽管如此，由于不良的药代动力学特性和膜不渗透性，天然蛋白通常仍需要协助靶向患病组织。通过直接缀合递送部分使治疗性蛋白质和药物载体功能化可以增强递送能力。传统上，这是通过对修饰的位置或方向几乎没有控制的生物缀合方法来完成的，从而导致具有不同活性的高度异质的产品。已经开发出许多有前途的位点特异性蛋白质缀合方法，以允许更合适地展示递送部分，从而增强蛋白质活性，循环特性和靶向特异性。在这里，我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定于位点的生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，突出了针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定位点生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，来突出针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定位点生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，来突出针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。
更新日期：2020-10-21
中文翻译：
特定于位点的生物偶联方法可增强蛋白质治疗剂和蛋白质药物载体的递送。
蛋白质具有复杂的功能特性，对结合伴侣的特异性，生物相容性和可编程性，因而具有将多种疾病作为治疗剂和药物载体进行治疗的能力。尽管如此，由于不良的药代动力学特性和膜不渗透性，天然蛋白通常仍需要协助靶向患病组织。通过直接缀合递送部分使治疗性蛋白质和药物载体功能化可以增强递送能力。传统上，这是通过对修饰的位置或方向几乎没有控制的生物缀合方法来完成的，从而导致具有不同活性的高度异质的产品。已经开发出许多有前途的位点特异性蛋白质缀合方法，以允许更合适地展示递送部分，从而增强蛋白质活性，循环特性和靶向特异性。在这里，我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定于位点的生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，突出了针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定位点生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，来突出针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。我们专注于三种特别有前途的针对蛋白质递送的特定位点生物缀合技术：非天然氨基酸掺入，分选酶介导的连接和SpyCatcher / SpyTag化学。在这篇综述中，我们通过总结文献中有影响力的例子，在构建生物结合物时考虑重要的设计原则，并讨论我们对未来方向的观点，来突出针对靶点药物递送的特定部位生物结合的前景。
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