非抗体支架蛋白Affimer

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Affimer简介

大部分蛋白质的活性功能来自于其序列中一小段氨基酸序列，其中某几个位点在空间中处于关键地位而产生功能，除开功能位点的其余氨基酸则称之为支架蛋白(scaffold protein)。抗体的靶点识别能力来自可变区中的CDR区，其余的FR区和恒定区都属于支架区域，由CDR区和FR区组成的可变区为典型的支架蛋白结构。自然界中存在大量蛋白质具有和抗体可变区类似的结构形态，具有固定空间结构的框架区域（框架区长度和结构固定），其中穿插不同数量的loop环氨基酸序列，具备和抗体类似的识别结合功能，符合框架区和结合区组成模式的蛋白，为非抗体支架蛋白。

Affimer：又称Adhiron，来源于能抑制半胱氨酸内肽酶的一类蛋白质，属于蛋白酶抑制剂，其3级结构为典型的支架蛋白结构。

Affimer的3D结构图

Affimer具有1个α螺旋及4个β折叠二级结构。α螺旋和β折叠的二级结构形成了刚性的三维结构，在2个β折叠二级结构中间的氨基酸序列为蛋白功能位点，插入随机环loop替换原有氨基酸功能序列，能保持基本的固定模板不变形，结构稳定并耐受高温。Affimer的氨基酸序列为100个左右，分子量小，易于表达和临床应用。

Affimer文库设计

Affimer的模板来自于植物中蛋白酶抑制剂，其亲本序列来源有数十种不同的植物种属，可选择性大，便于进行多样化的设计。其主要的结构变化不大，主要的支架结构如下图所示：