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タイトルNanobody engineering for SARS-CoV-2 neutralization and detection.
ジャーナル・号・ページMicrobiol Spectr, Vol. 12, Issue 4, Page e0419922, Year 2024
掲載日2024年4月2日
著者Liina Hannula / Suvi Kuivanen / Jonathan Lasham / Ravi Kant / Lauri Kareinen / Mariia Bogacheva / Tomas Strandin / Tarja Sironen / Jussi Hepojoki / Vivek Sharma / Petri Saviranta / Anja Kipar / Olli Vapalahti / Juha T Huiskonen / Ilona Rissanen /
PubMed 要旨In response to the ongoing COVID-19 pandemic, the quest for coronavirus inhibitors has inspired research on a variety of small proteins beyond conventional antibodies, including robust single-domain ...In response to the ongoing COVID-19 pandemic, the quest for coronavirus inhibitors has inspired research on a variety of small proteins beyond conventional antibodies, including robust single-domain antibody fragments, i.e., "nanobodies." Here, we explore the potential of nanobody engineering in the development of antivirals and diagnostic tools. Through fusion of nanobody domains that target distinct binding sites, we engineered multimodular nanobody constructs that neutralize wild-type SARS-CoV-2 and the Alpha and Delta variants at high potency, with IC values as low as 50 pM. Despite simultaneous binding to distinct epitopes, Beta and Omicron variants were more resistant to neutralization by the multimodular nanobodies, which highlights the importance of accounting for antigenic drift in the design of biologics. To further explore the applications of nanobody engineering in outbreak management, we present an assay based on fusions of nanobodies with fragments of NanoLuc luciferase that can detect sub-nanomolar quantities of the SARS-CoV-2 spike protein in a single step. Our work showcases the potential of nanobody engineering to combat emerging infectious diseases.
IMPORTANCE: Nanobodies, small protein binders derived from the camelid antibody, are highly potent inhibitors of respiratory viruses that offer several advantages over conventional antibodies as candidates for specific therapies, including high stability and low production costs. In this work, we leverage the unique properties of nanobodies and apply them as building blocks for new therapeutic and diagnostic tools. We report ultra-potent SARS-CoV-2 inhibition by engineered nanobodies comprising multiple modules in structure-guided combinations and develop nanobodies that carry signal molecules, allowing rapid detection of the SARS-CoV-2 spike protein. Our results highlight the potential of engineered nanobodies in the development of effective countermeasures, both therapeutic and diagnostic, to manage outbreaks of emerging viruses.
リンクMicrobiol Spectr / PubMed:38363137 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.28 - 3.48 Å
構造データ

EMDB-19064: CryoEM reconstruction of SARS-CoV-2 spike in complex with nanobody tri-TMH (partially open conformation)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.28 Å

EMDB-19068: CryoEM reconstruction of SARS-CoV-2 Spike in complex with nanobody tri-TMH (closed conformation)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.48 Å

由来
  • Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
  • Vicugna pacos (アルパカ)

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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