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[[Datei:PDB 2jdg EBI.png|mini|3D-Strukturmodell eines Affilins auf Gamma-Kristallin-B-Basis (nach {{PDB|2JDG}}).]]

Ein '''Affilin'''<ref>[https://register.dpma.de/DPMAregister/marke/registerHABM?AKZ=010806917 Markenregister]</ref> ist ein künstliches [[Protein]], das zur Bindung von [[Antigen]]en befähigt ist. Affiline sind strukturell vom menschlichen [[Ubiquitin]] oder von menschlichen [[Gamma-Kristallin]]en abgeleitet. Sie werden durch Veränderung ihrer oberflächennahen [[Aminosäure]]n gewonnen und mit Hilfe sogenannter Displaytechniken isoliert. Affiline besitzen sowohl Eigenschaften von [[Antikörper]]n als auch die von niedermolekularen Substanzen und werden daher als [[Antikörpermimetika]] bezeichnet. Affiline werden derzeit als mögliche neuartige [[Biopharmazeutikum|biopharmazeutische]] [[Arzneistoff]]e untersucht und entwickelt.

== Struktur ==
Als Grundgerüst für die Entwicklung von Affilinen wurden sowohl Gamma-Kristallin B als auch Ubiquitin beschrieben. Charakteristisch für beide Typen von Affilinen ist eine Bindungsregion innerhalb einer [[β-Faltblatt]]-Struktur. Sie unterscheiden sich somit von Antikörpern, deren Bindungsregion in flexiblen Schleifenregionen, den [[Complementarity Determining Region]]s (CDRs), lokalisiert ist.

=== Gamma-Kristallin-B-basierte Affiline ===
Gamma-Kristallin-B-basierte Affiline sind vom [[Augenlinse]]n-Strukturprotein Gamma-Kristallin B abgeleitet. Dieses Protein mit einer Molekülmasse von etwa 20 [[Dalton (Einheit)|kDa]] besteht aus zwei strukturell identischen [[Proteindomänen]] mit β-Faltblatt-Struktur.<ref name="pmid11724156">{{cite journal |author=Jaenicke R, Slingsby C |year=2001 |title=Lens crystallins and their microbial homologs: structure, stability, and function |journal=Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. |volume=36 |issue=5 |pages=435–99 |doi=10.1080/20014091074237 |pmid=11724156 |language=en}}</ref> Die acht oberflächennahen Aminosäuren 2, 4, 6, 15, 17, 19, 36 und 38 können durch andere ausgetauscht werden.<ref>{{Patent |Land=WO |V-Nr=0104144 |Typ=Patent |Titel=Design von Beta-Faltblatt-Proteinen mit spezifischen Bindungseigenschaften |A-Datum=2000-07-13 |V-Datum=2001-01-18 |Erfinder=Fiedler U., Rudolph R. |Anmelder=Scil Proteins GmbH. |Kommentar=}}</ref>

=== Ubiquitin-basierte Affiline ===
Ubiquitin-basierte Affiline sind von dem ubiquitär vorkommenden etwa 76 Aminosäuren langen Protein Ubiquitin abgeleitet. Dieses besteht aus dreieinhalb [[α-Helix|alpha-helikalen]] Windungen und einem aus fünf Strängen aufgebauten, antiparallelen β-Faltblatt.<ref name="pmid3041007">{{cite journal |author=Vijay-Kumar S, Bugg CE, Cook WJ |year=1987 |month=April |title=Structure of ubiquitin refined at 1.8 A resolution |journal=J. Mol. Biol. |volume=194 |issue=3 |pages=531–44 |pmid=3041007 |language=en}}</ref> Die oberflächennahen Aminosäuren 2, 4, 6, 62, 63, 64, 65 und 66 befinden sich in räumlicher Nähe zueinander am Beginn des ersten N-terminalen β-Faltblattstrangs, in der Schleife oder am Beginn des C-terminalen β-Faltblattstrangs und bilden mit ihren Seitenketten einen zusammenhängenden Bereich auf der Oberfläche des Ubiquitins. Diese Aminosäuren können in den etwa 10 kDa großen Ubiquitin-basierten Affilinen gegen andere ausgetauscht sein.<ref>{{Patent |Land=WO |V-Nr=2006040129 |Typ=Patent |Titel=Proteinkonjugale zur Verwendung in Therapie, Diagnose und Chromatographie |A-Datum=2005-10-11 |V-Datum=2006-04-20 |Erfinder=Fiedler E., Ebersbach H., Hey T., Fiedler U. |Anmelder=Scil Proteins GmbH. |Kommentar=}}</ref>

== Eigenschaften ==
Affiline besitzen eine etwa achtmal bzw. 16-mal kleinere [[Molekülmasse]] als [[Antikörper]] vom [[Immunglobulin G|IgG]]-Typ. Basierend darauf besitzen sie eine gegenüber Antikörpern erhöhte Gewebepermeabilität. Andererseits ermöglicht die geringe Molekülmasse eine Ausscheidung über die [[Niere]]n und führt zu einer verkürzten [[Plasmahalbwertszeit]]. Ihre pH-Stabilität ermöglicht eine Darmpassage. Affiline sind zudem bis 90 °C temperaturstabil.

== Herstellung ==
Die Herstellung von Affilinen gegen ein spezifisches Zielprotein umfasst mehrere Schritte. Ausgangspunkt ist die Generierung einer Affilin-[[Molekülbibliothek]]. Diese Affilinbibliothek wird durch Substitution der acht austauschbaren oberflächennahen Aminosäuren von Gamma-Kristallin B oder Ubiquitin mit Hilfe der [[zufällige Mutagenese|zufälligen Mutagenese]] generiert. Bei Verwendung der proteinogenen Aminosäuren mit Ausnahme von [[Cystein]] kann die Bibliothek eine Komplexität von bis zu 17 Milliarden verschiedenen Molekülen erreichen. Bei einer Randomisierung von 14 Positionen in einem Affilindimer sind sogar etwa 10<sup>19</sup> verschiedene Moleküle in einer Dimerbibliothek denkbar.

Nach der Generierung einer Affilinbibliothek werden aus dieser einzelne Affiline selektiert, welche das Zielprotein binden. Für die Selektion werden Displaytechniken, wie beispielsweise das [[Phagendisplay]] oder das [[Ribosomendisplay]], eingesetzt. Die so selektierten Affiline werden isoliert und weiter biochemisch, pharmakologisch und biophysikalisch charakterisiert.

Nach einer Selektion von Affilinen können diese durch weitere Veränderungen optimiert werden. Eine Di- oder Multimerisierung kann dank des [[Avidität]]seffekts eine Steigerung der Bindungsaffinität zum Zielmolekül und zugleich eine Verlängerung der Plasmahalbwertszeit bewirken. Weitere Optionen sind Konjugationen mit [[Radionuklid]]en, [[Zytotoxin]]en oder [[Zytokin]]en.

Die großtechnische Herstellung von Affilinen kann mit Hilfe der in der Biotechnologie gebräuchlichen Produktionsorganismen, wie beispielsweise ''[[E. coli]]'', erfolgen.

== Literatur ==
* {{cite journal |author=Hey T, Fiedler E, Rudolph R, Fiedler M |year=2005 |month=October |title=Artificial, non-antibody binding proteins for pharmaceutical and industrial applications |journal=[[Trends Biotechnol]]. |volume=23 |issue=10 |pages=514–22 |doi=10.1016/j.tibtech.2005.07.007 |pmid=16054718 |language=en}}
* {{cite journal |author=Ebersbach H, Fiedler E, Scheuermann T, ''et al.'' |year=2007 |month=September |title=Affilin-novel binding molecules based on human gamma-B-crystallin, an all beta-sheet protein |journal=J. Mol. Biol. |volume=372 |issue=1 |pages=172–85 |doi=10.1016/j.jmb.2007.06.045 |pmid=17628592 |language=en}}

== Weblinks ==
* [http://www.scilproteins.com/ Website des Affilin-Herstellers Scil Proteins GmbH]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Antikörpermimetikum]]

Affilin - Versionsgeschichte

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