Biopharmaceuticals
= Class of new therapeutic agents based on proteins
• Antibodes
• Enzymes
• Relulatory proteins
Proteins are large biomolecules, or macromolecules, consisting of one or more long chains of amino
acid residues.
bv. Infliximab – is een monoclonal antilichaam dat wordt ingezet bij de behandeling van auto-
immuunziekten. Het werkt door het blokkeren van TNFalfa (dit is een cytokine die deel uitmaakt van
een auto-immuunreactie).
• Een eiwit heeft een molecuulgewicht van ongeveer 1000x groter dan paracetamol.
• Door de complexe structuur van een eiwit kan het zich altijd zo vormen en aanpassen zodat
het op een receptor past.
Kenmerken van een aminozuur:
Uit een keten van aminozuren wordt uiteindelijk een eiwit gevormd.
Structuur:
COH groep
l
n (variabel)
l
NH2 groep
Eiwit structuur
https://www.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-
acids/v/overview-of-protein-structure
Primaire structuur Volgorde aminozuren
Secundaire structuur Alfa-helix en Beta-sheets
Tertiaire structuur 3D structuur van het eiwit
Quaternaire structuur Associatie van tertiaire vormen
Bv. Hexamere vorm van insuline
Eigen productie aminozuren
De 10 aminozuren die wel zelf kunnen produceren zijn:
• Alanine
• Asparagine
• Asparaginezuur
• Cysteïne
• Glutaminezuur
• Glutamine
• Glycine
• Proline
• Serine
• Tyrosine
De rest moet via voeding binnenkomen..
, Welke eigenschappen heeft een eiwit
• Een eiwit heeft als eigenschap de som van alle eigenschappen van de aminozuren die het
vormen in samenhang met de volgorde van aminozuren
• De moleculaire eigenschappen worden mede bepaald door de mogelijkheid van
intramoleculaire krachten (bv. S-S brug vorming) en intermoleculaire reactie met b.v.
hydrofobe domeinen of lading van een naburig molecuul
• Belangrijke verandering van eigenschappen ontstaat door het koppelen van suikerresten
(glycosylering)
Welke factoren kunnen de structuur van een eiwit veranderen in waterige oplossing
• Glycosylering (koppeling suikerketens) – andere vouwing
• Ontleding van aminozuren – andere lading/vouwing
• Verandering van pH – andere lading
• Toevoegen van elektrolyten – ladingsafscherming
• Verandering oplosmiddel – andere lading
• Inbouwen van gemodificeerde aminozuren – andere vouwing
Conclusie
De ruimtelijke structuur van eiwit is afhankelijk van tal van factoren. Kleine plaatselijke
veranderingen in de primaire structuur hebben invloed op de vouwing en daarmee op de werking en
aggregatie.
Wat is in de farmacie essentieel anders bij eiwitten dan bij small molecule geneesmiddelen
• Absorptie
Eiwit kan niet door membraan, dus moet via injectie
• Vervormbaarheid
Tertiaire structuur is flexibel, dit kan een receptor interactie geven
• Stabiliteit
Ontleding, verandering op een bepaalde plek geeft mogelijk een verandering van de gehele
structuur.
Gevolg: aggregatie met immunologische reactie
• Toxiciteit
Aminozuren zijn lichaamseigen producten, ontleding van het aminozuur speelt geen rol
Informatie over eigenschappen en structuur eiwit
• Drugbank
• IM
• Apotheek.nl
• Farmacotherapeutisch Kompas (info overheid)
• European Medicines Agency (info toelating geneesmiddel)
• Uniprot (structuur eiwit en modificaties)
Analytische problemen met eiwitten
• Een heel groot molecuul met ruimtelijke structuur is moeilijk eenduidig te beschrijven
• Je hebt veel technieken nodig om na te gaan wat de structuur is en met name de 3D
structuur
Eiwit structuur en werking
• Biosimilar = een biologisch geneesmiddel dat soortgelijk is aan het origineel, waarvan het
patent is verlopen.
= Class of new therapeutic agents based on proteins
• Antibodes
• Enzymes
• Relulatory proteins
Proteins are large biomolecules, or macromolecules, consisting of one or more long chains of amino
acid residues.
bv. Infliximab – is een monoclonal antilichaam dat wordt ingezet bij de behandeling van auto-
immuunziekten. Het werkt door het blokkeren van TNFalfa (dit is een cytokine die deel uitmaakt van
een auto-immuunreactie).
• Een eiwit heeft een molecuulgewicht van ongeveer 1000x groter dan paracetamol.
• Door de complexe structuur van een eiwit kan het zich altijd zo vormen en aanpassen zodat
het op een receptor past.
Kenmerken van een aminozuur:
Uit een keten van aminozuren wordt uiteindelijk een eiwit gevormd.
Structuur:
COH groep
l
n (variabel)
l
NH2 groep
Eiwit structuur
https://www.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-
acids/v/overview-of-protein-structure
Primaire structuur Volgorde aminozuren
Secundaire structuur Alfa-helix en Beta-sheets
Tertiaire structuur 3D structuur van het eiwit
Quaternaire structuur Associatie van tertiaire vormen
Bv. Hexamere vorm van insuline
Eigen productie aminozuren
De 10 aminozuren die wel zelf kunnen produceren zijn:
• Alanine
• Asparagine
• Asparaginezuur
• Cysteïne
• Glutaminezuur
• Glutamine
• Glycine
• Proline
• Serine
• Tyrosine
De rest moet via voeding binnenkomen..
, Welke eigenschappen heeft een eiwit
• Een eiwit heeft als eigenschap de som van alle eigenschappen van de aminozuren die het
vormen in samenhang met de volgorde van aminozuren
• De moleculaire eigenschappen worden mede bepaald door de mogelijkheid van
intramoleculaire krachten (bv. S-S brug vorming) en intermoleculaire reactie met b.v.
hydrofobe domeinen of lading van een naburig molecuul
• Belangrijke verandering van eigenschappen ontstaat door het koppelen van suikerresten
(glycosylering)
Welke factoren kunnen de structuur van een eiwit veranderen in waterige oplossing
• Glycosylering (koppeling suikerketens) – andere vouwing
• Ontleding van aminozuren – andere lading/vouwing
• Verandering van pH – andere lading
• Toevoegen van elektrolyten – ladingsafscherming
• Verandering oplosmiddel – andere lading
• Inbouwen van gemodificeerde aminozuren – andere vouwing
Conclusie
De ruimtelijke structuur van eiwit is afhankelijk van tal van factoren. Kleine plaatselijke
veranderingen in de primaire structuur hebben invloed op de vouwing en daarmee op de werking en
aggregatie.
Wat is in de farmacie essentieel anders bij eiwitten dan bij small molecule geneesmiddelen
• Absorptie
Eiwit kan niet door membraan, dus moet via injectie
• Vervormbaarheid
Tertiaire structuur is flexibel, dit kan een receptor interactie geven
• Stabiliteit
Ontleding, verandering op een bepaalde plek geeft mogelijk een verandering van de gehele
structuur.
Gevolg: aggregatie met immunologische reactie
• Toxiciteit
Aminozuren zijn lichaamseigen producten, ontleding van het aminozuur speelt geen rol
Informatie over eigenschappen en structuur eiwit
• Drugbank
• IM
• Apotheek.nl
• Farmacotherapeutisch Kompas (info overheid)
• European Medicines Agency (info toelating geneesmiddel)
• Uniprot (structuur eiwit en modificaties)
Analytische problemen met eiwitten
• Een heel groot molecuul met ruimtelijke structuur is moeilijk eenduidig te beschrijven
• Je hebt veel technieken nodig om na te gaan wat de structuur is en met name de 3D
structuur
Eiwit structuur en werking
• Biosimilar = een biologisch geneesmiddel dat soortgelijk is aan het origineel, waarvan het
patent is verlopen.
