Phage display des peptides cyclisés CLIPSᵀᴹ

Nous avons développé une technologie unique aux fins de découverte de nouveaux peptides hautement rigidifiés. Grâce à notre technologie exclusive CLIPSTM, nous générons des peptides stables face aux réactions d’oxydo-réduction et hautement rigidifiés; ce qui les dote d’une affinité, une sélectivité et d’une stabilité protéolytique accrues, les rendant ainsi propres aux applications diagnostiques et thérapeutiques.

Le phage display est une technologie qui facilite la découverte de novo de peptides contre toute cible d’intérêt en explorant des banques de peptides encodés via l’ADN. Les phages sont un type de virus qui infecte les cellules bactériennes. En imitant le processus d’évolution, nous sommes en mesure d’identifier des ligands peptidiques pour une cible donnée. Cette technologie puissante permet de passer au crible des banques composées de milliards de peptides différents en moins de quatre semaines.

Toutefois la possibilité de passer au crible des banques aussi grandes ne garantit pas l’identification d’un peptide ayant la fonction et les propriétés recherchées pour une protéine d’intérêt. La raison est la suivante : pour réussir, l’on doit cribler une banque contenant la bonne sorte d’architecture moléculaire, et l’on sait que cette dernière est extrêmement dépendante de la cible. C’est pourquoi nous nous concentrons sur les peptides monocycliques avec notre vaste portefeuille de molécules de liaison CLIPSTM. De cette façon, nous pouvons sonder différentes parties de l’espace conformationel que peuvent couvrir les peptides puisque la liaison à différentes protéines nécessite une grande variété d‘architectures complémentaires au niveau du peptide.

Phage display des peptides CLIPSTM

Notre banque monocyclique de phage display encode 10 positions aléatoires (X) encadrées par deux cystéines (ACXXXXXXXXXXCG). La banque de phage displays a été générée à partir de trinucléotides, ce qui garantit une distribution égale des 19 acides aminés naturels (à l’exception de la Cys) sur toutes les positions aléatoires; la diversité est également supérieure à 4E+10 variants.

Sous-ensemble de charpentes CLIPSTM exclusifs

La liaison des deux cystéines peut être réalisée à l’aide d’un sous-ensemble de charpentes moléculaire CLIPSTM, contenant plus de 50 molécules de liaison différentes.

Structure des différents échafaudages T-2 et des conformations peptidiques correspondantes

La combinaison des banques monocycliques avec différents types de charpentes CLIPSTM a deux objectifs :

1. D’avantage de contacts

La combinaison de banques monocycliques avec différents types de molécule de liaison CLIPSTM nous permet de créer des contacts supplémentaires entre les la charpente CLIPSTM et les résidus hydrophobes/aromatiques/cationiques à la surface des cibles. Les charpentes moléculaires elles-même contribuent de façon significative aux énergies de liaison.

2. Différentes structures conformationnelles

La combinaison de banques monocycliques avec différents types de CLIPSTM nous permet d’examiner différentes architectures moléculaires dans l’espace conformationel des peptides. Le laboratoire du Professeur Heinis (EPFL, Lausanne,Suisse) a publié des résultats selon lesquels la combinaison d’une même banque avec différentes charpentes moléculaires peut apporter des solutions uniques pour les besoins de reconnaissance de la protéine cible.² Le fait de permuter les charpentes une fois la sélection terminée empêche souvent complètement la liaison du peptide avec la cible. Le laboratoire du Professeur Suga (Tokyo, Japon) utilise seulement une banque encodée mais il fait varier l’acide aminé N- terminal qui est utilisé pour la cyclization, par exemple N-chloroacétyl-L-Tyr en D-Tyr.³ Une telle variation conduit généralement à des candidats uniques et distinct pour chaque sélection, et où l’énantiomère utilisé est essentiel aux fins de reconnaissance de la cible.

Références :
1. Glas, A. et al. Constrained Peptides with Target-Adapted Cross-Links as Inhibitors of a Pathogenic Protein–Protein Interaction. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 2489–2493 (2014).
2. Chen, S., Bertoldo, D., Angelini, A., Pojer, F. & Heinis, C. Peptide ligands stabilized by small molecules. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 53, 1602–1606 (2014).
3. Kawamura, A. et al. Highly selective inhibition of histone demethylases by de novo macrocyclic peptides. Nature Communications 8, 14773 (2017).