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    Abbildung 1:Prinzip der molekularen Erkennung durch Anticaline und Antikörper im Vergleich. (A): Darstellung der kelchförmigen Faltung von Lipocalin 2 mit dem konservierten Gerüst aus 8 antiparallelen β-Strängen (PDB-ID: 1X8U). Die 4 variablen Schleifenregionen (rosa) bilden zusammen mit angrenzenden Peptidsegmenten der β-Fass-Struktur die Ligandenbindungstasche (siehe auch Abb. 2, A). (B): Darstellung eines Antikörpers (links) und seiner beiden variablen Immunglobulindomänen (Fv-Fragment, rechts) mit ihren konservierten Gerüstregionen (grau) und der für die Antigen-Erkennung verantwortlichen 6 hypervariablen Schleifen (CDR; hellbraun bzw. hellrot; PDB-ID: 1IGT bzw. 1FVC) (Quelle aller Abbildungen: die Autoren, Technische Universität München).

    Anticalin-Proteine als neue Wirkstoffklasse

    Für therapeutische Anwendungen

    Übersichten

    Einleitung
    Design von Lipocalin-Bibliotheken und Flexibilität der Anticalin-Technologie
    Haptene und Zuckerstrukturen als Targets für Anticaline
    Adressierung therapeutisch relevanter Peptide durch Anticaline
    Therapeutisch relevante Proteine als Zielstrukturen für Anticaline
    Aktuelle Trends in der Anticalin-Technologie

    Key Words: Anticalin®, Biopharmazeutikum, Lipocalin, Protein-Design, Proteintherapeutikum

    Abstract

    Anticalin® proteins as a novel class of drugs

    Anticalins constitute a novel class of therapeutically applicable artificial binding proteins. Anticalins are structurally based on the robust scaffold of naturally occurring lipocalin proteins, particularly of human origin, which are responsible for the transport, scavenging or storage of hydrophobic low molecular weight substances in diverse body fluids. Their calyx-like protein architecture is formed by a so called β-barrel consisting of 8 antiparallel β-strands with an adjacent α-helix. While one end of the β-barrel is closed by short peptide loops, 4 structurally variable loops form a pronounced binding pocket at the open end. Combinatorial gene libraries in conjunction with molecular selection techniques enable expansion of the ligand specificity of this protein scaffold beyond low molecular weight haptens to peptides and in particular proteins. High-affinity Anticalin lead candidates have entered different stages of preclinical and clinical development for biomedical applications in the areas of (immuno-)oncology, metabolic as well as respiratory diseases, as antidotes in cases of intoxication and a novel antibiotic. Thus, Anticalins offer an alternative to antibodies with – depending on the application – superior properties.

    Elena Ilyukhina*), Friedrich-Christian Deuschle*), Arne Skerra · Lehrstuhl für Biologische Chemie, Technische Universität München, Freising

    Korrespondenz:

    Prof. Dr. Arne Skerra, Lehrstuhl für Biologische Chemie, Technische Universität München, Emil-Erlenmeyer-Forum 5, 85354 Freising, Germany; e-mail: skerra@tum.de

    Zusammenfassung

    Anticaline bilden eine neuartige Klasse therapeutisch anwendbarer künstlicher Bindeproteine. Strukturell basieren sie auf der robusten Gerüststruktur natürlich vorkommender, v. a. humaner Lipocalin-Proteine, welche für den Transport, die Abscheidung oder Speicherung niedermolekularer hydrophober Substanzen in verschiedenen