新型加帽系统助力mRNA药物研发

近年来随着mRNA修饰技术与递送技术的不断成熟，其稳定性和翻译效率大幅提高，mRNA技术得以快速发展。随着mRNA疫苗在新冠疫情的推动下异军突起，多款mRNA疫苗已经获批上市投入使用。不仅仅是疫苗领域，mRNA作为平台技术在解决未满足的治疗需求方面拥有广阔前景，在体内外基因编辑、细胞治疗、蛋白质替代疗法以及再生医学疗法领域都具有极大的潜力。截止2022年3月，全球mRNA药物进入临床管线的共有56个，属于mRNA药物的时代呼之欲出。

 

mRNA疫苗生产流程图，来源mRNA vaccines for infectious diseases: Principles, delivery and clinical translation. Nature Reviews Drug Discovery. 2021 Nov;20(11):817-38.

 

mRNA药物的开发和生产相对简单、可扩大化且极为快速。主要过程可分为，mRNA合成、捕获、精纯、浓缩和渗滤、存储和运输以及LNP封装。

聚顶生物现上线高品质mRNA体外合成酶系列产品，助力客户研发和生产mRNA药物。

 

聚顶生物mRNA体外合成解决方案

 

 

产品列表

 

 

Bsa I【Bsa I】

 

Bsa I是一种IIS型限制性内切酶，其能特异性识别和切割的碱基序列如图所示。产生具有黏性末端或平末端的一定长度的DNA片段。其识别位点具有高度的特异性，能够有效的避免非特异性酶切。

 

产品特点：

（1）识别切割DNA分子双链的特异性部位，形成平末端DNA片段

（2）高度特异性

 

实验数据

 

 

T7 RNA Polymerase

T7 RNA 聚合酶是一种RNA聚合酶可以特异性识别并转录来自 T7 启动子下游的克隆 DNA 模板的 RNA，对T7启动子序列具有高度特异性；可以用标记的 NTP 进行合成以产生高度标记的 RNA。

产品特点：

（1）T7 RNA Polymerase可以识别修饰的NTP，例如生物素标记、荧光素标记的NTP，可以用于各种标记

（2）对经典T7启动子序列具有高度的特异性

（3）高效RNA转录合成

 

实验数据

 

 

 

 

Single stranded capping enzyme

真核生物中mRNA经转录后修饰在5'端形成一个特殊结构，即帽子结构，该结构对mRNA的稳定、转运与翻译过程均有较重要作用。Single stranded capping enzyme是一种单链酶，同时具有三磷酸酶，鸟嘌呤转移酶以及（鸟嘌呤-N7）-甲基转移酶。可将7-甲基鸟嘌呤帽结构（m7Gppp）连接到RNA的5‘末端（m7Gppp5’N），产生带有 Cap-0 帽的 RNA。

产品特点：

（1）通用性更高

（2）高加帽效率

（3）温度范围更高

（4）更经济、更适合工业化生产

（5）能够替代牛痘病毒加帽酶

 

 

mRNA Cap 2’-O-Methyltransferase

该酶利用S-腺苷甲硫氨酸(S-Adenosylmethionine，SAM)为甲基供体，在 RNA 5´ 末端紧邻帽结构的第一个核苷酸的 2´ -O 上添加甲基基团，使带帽 Cap 0 甲基化为 Cap 1。帽状结构被认为在保护mRNA免于从5′末端分解，以及在mRNA起始翻译上起重要作用。

产品特点：

（1）提高RNA的翻译效率

（2）改善mRNA转染表达

 

图：参与mRNA加帽的酶促途径。Cap 0结构RNA的产生需要Single stranded capping enzyme ：该酶兼具三磷酸酶、鸟苷转移酶和鸟嘌呤甲基转移酶的功能。其中S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是甲基供体。一旦产生了Cap 0结构，就可以通过2'-O-甲基转移酶进一步修饰以产生Cap 1结构。

图片来源文献：Label-free analysis of mRNA capping efficiency using RNase H probes and LC-MS

 

E.coli Poly(A) Polymerase

E.coli Poly(A) Polymerase可以催化 ATP 以 AMP 的形式依次掺入到 RNA 3‘末端,即在RNA 3’端加多聚腺苷尾，并且不依赖模板。Poly(A)结构能够提高 RNA 的稳定性并提高mRNA在真核细胞中的翻译效率。

产品特点：

（1）用于克隆或亲和纯化RNA的Poly(A) 加尾

（2）高效加尾，保持mRNA自身的稳定性，防止mRNA意外降解

 

Thermostable Inorganic Pyrophosphatese

焦磷酸酶催化无机焦磷酸盐水解。P₂0₇^–4 + H₂0 →2HP0₄^–2。无机焦磷酸酶可以为蛋白、RNA和DNA的生物合成反应提供热力学动力，并在脂代谢，钙吸收以及骨形成等生物转化过程中发挥作用。该酶在100℃加热4h仍然具有100%活性，因此可用于PCR反应，解除生成的无机焦磷酸盐对PCR的抑制，增强DNA的复制。

产品特点：

热稳定性：100℃加热4小时，酶仍具有100%活性。

 

实验数据

 

DNase I【DNase I】

DNase I（Deoxyribonuclease I）中文名称为脱氧核糖核酸酶I，是一种可以消化单链或双链DNA产生单脱氧核苷酸或单链或双链的寡脱氧核苷酸的核酸内切酶。DNase I水解单链或双链DNA后的产物，5'端为磷酸基团，3'端为羟基。

产品特点：

可以用于各种RNA样品的处理

 

实验数据

 

Murine RNase Inhibitor

Murine RNase inhibitor 能够广泛抑制各种类型RNase (RNase A，B，C)，并且其能与各类RNA聚合酶、DNA聚合酶以及逆转录酶兼容不影响活性。与人源RNase inhibitor 相比，鼠源RNase inhibitor 不含两个对氧化敏感的半胱氨酸，因而具有更高的抗氧化活性，且更加适合于对高DTT 敏感的下游实验。IVT过程中主要参与mRNA体外转录中对mRNA的保护。

产品特点：

（1）更高抗氧化活性：高抗氧化活性，适用于高DTT敏感性的实验

（2）广谱的RNase抑制活性：可抑制包括RNase A、RNase B、RNase C等在内的多种RNnase，且对T7、AMV以及Taq等各类聚合酶和逆转录酶活性无影响

（3）兼容广泛的反应条件：在pH 5.0至9.0条件下和25℃至60℃的温度下都具有活性

 

工具酶
货号	产品名称	规格
AC82650	Bsa I	1000U/5000U
AC82659	T7 RNA Polymerase	5000U/250KU
AC82657	Single stranded capping enzyme	500U/2500U
AC82658	mRNA Cap 2'-0-Methyitransferase	2500U/10KU
AC82651	DNasel	500U/2000U
AC82656	Murine RNase Inhibitor	2000U/10KU
AC82653	Thermostable Inorganic Pyrophosphatese	10U/100U
AC82654	E.coli Poly(A) Polymerase	100U/500U
AC82660	AcNuclease	100U/500U