The power of ribosomes has increasingly been harnessed for the synthesis and selection of molecular libraries. Technologies, such as phage display, yeast display, and mRNA display, effectively couple ...genotype to phenotype for the molecular evolution of high affinity epitopes for many therapeutic targets. Genetic code expansion is central to the success of these technologies, allowing researchers to surpass the intrinsic capabilities of the ribosome and access new, genetically encoded materials for these selections. Here, we review techniques for the chemical expansion of genetically encoded libraries, their abilities and limits, and opportunities for further development. Importantly, we also discuss methods and metrics used to assess the efficiency of modification and library diversity with these new techniques.
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Merck & Co. recently reported one of the first mRNA display-derived clinical candidates in a bioavailable inhibitor of proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9). Herein, we discuss the ...chemical and pharmacological challenges surmounted in bringing this compound to trials and the current outlook for mRNA display-based therapeutic development.
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mRNA display is revolutionizing peptide drug discovery through its ability to quickly identify potent peptide binders of therapeutic protein targets. Methods to expand the chemical diversity of ...display libraries are continually needed to increase the likelihood of identifying clinically relevant peptide ligands. Orthogonal aminoacyl-tRNA synthetases (ORSs) have proven utility in cellular genetic code expansion, but are relatively underexplored for in vitro translation (IVT) and mRNA display. Herein, we demonstrate that the promiscuous ORS p-CNF-RS can incorporate noncanonical amino acids at amber codons in IVT, including the novel substrate p-cyanopyridylalanine (p-CNpyrA), to enable a pyridine–thiazoline (pyr–thn) macrocyclization in mRNA display. Pyr–thn-based selections against the deubiquitinase USP15 yielded a potent macrocyclic binder that exhibits good selectivity for USP15 and close homologues over other ubiquitin-specific proteases (USPs). Overall, this work exemplifies how promiscuous ORSs can both expand side chain diversity and provide structural novelty in mRNA display libraries through a heterocycle forming macrocyclization.
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Peptides have historically been underutilized for covalent inhibitor discovery, despite their unique abilities to interact with protein surfaces and interfaces. This is in part due to a lack of ...methods for screening and identifying covalent peptide ligands. Here, we report a method to identify covalent cyclic peptide inhibitors in mRNA display. We combine co- and post-translational library diversification strategies to create cyclic libraries with reactive dehydroalanines (Dhas), which we employ in selections against two model targets. The most potent hits exhibit low nanomolar inhibitory activities and disrupt known protein–protein interactions with their selected targets. Overall, we establish Dhas as electrophiles for covalent inhibition and showcase how separate library diversification methods can work synergistically to dispose mRNA display to novel applications like covalent inhibitor discovery.
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Tenofovir (TFV) is the cornerstone nucleotide reverse transcriptase inhibitor (NtRTI) in many combination antiretroviral therapies prescribed to patients living with HIV/AIDS. Due to poor cell ...permeability and oral bioavailability, TFV is administered as one of two FDA-approved prodrugs, both of which metabolize prematurely in the liver and/or plasma. This premature prodrug processing depletes significant fractions of each oral dose and causes toxicity in kidney, bone, and liver with chronic administration. Although TFV exalidex (TXL), a phospholipid-derived prodrug of TFV, was designed to address this issue, clinical pharmacokinetic studies indicated substantial hepatic extraction, redirecting clinical development of TXL toward HBV. To circumvent this metabolic liability, we synthesized and evaluated ω-functionalized TXL analogues with dramatically improved hepatic stability. This effort led to the identification of compounds 21 and 23, which exhibited substantially longer t 1/2 values than TXL in human liver microsomes, potent anti-HIV activity in vitro, and enhanced pharmacokinetic properties in vivo.
A Medicina Veterinária é profissão relativamente antiga e, mesmo em tempos modernos, em determinados países ou regiões, a profisssional veterinária ainda encontra barreiras ao exercício pleno da ...profissão, tanto nas atividades de Assistência Técnica como nas de Extensão Rural. Este estudo objetivou verificar se existem diferenças entre os gêneros, no que se refere às atividades de Assistência Técnica e de Extensão Rural, realizadas por médicos veterinários no Estado de Goiás (Brasil) e, em caso de existência, analisar se os resultados podem ser considerados frutos de um paradigma ou de preconceito. O trabalho foi desenvolvido no Estado de Goiás, em 26 municípios, envolvendo 100 propriedades rurais, administradas por indivíduos de diferentes gêneros e perfis. Foram analisados questionários respondidos pelos proprietários, envolvendo cinco temas, compreendendo diferenças entre os gêneros, senso de organização profissional, relacionamento interpessoal, força física e conhecimento técnico. Na visão dos entrevistados, os homens foram considerados como detentores de maior aptidão para as atividades que exigem força física e, as mulheres, para o trabalho que requer maior senso de organização. Para as outras atividades, ambos os profissionais equipararam-se quanto ao seu desempenho, pois a maioria dos entrevistados alegou não ter preferência, em relação aos aspectos gênero, relacionamento interpessoal e conhecimento teórico. Concluiu-se que as diferenças entre os gêneros, nos desempemhos em Assistência Técnica e em Extensão Rural, realizadas por médicos veterinários no Estado de Goiás, foram identificadas quando os aspectos considerados são a força física e o senso de organização. Nos quesitos preferência pelo homem ou pela mulher, relacionamento interpessoal e conhecimento técnico, não houve distinções. Dessa forma, pode-se considerar a existência de um paradigma, não a de um preconceito.
The Veterinary Medicine is a relatively old profession. In some countries or regions, even in modern times, veterinary women still find obstacles in the profession. This study aimed to evaluate if ...there are differences between genders in veterinary Technical Assistance as well as in Rural Extension and analyzes whether the results can be considered a paradigm or a prejudice. The research was developed in 100 farms in 26 municipalities in the state of Goias. The farms were administrated by different genders and profiles. A questionnaire was applied to farmers involving five topics: differences between genders, professional organization, interpersonal relationship, physical strength and technical knowledge. In the interviewees' opinion, men were considered to have more ability for tasks which require physical strength; and women were considered to have more ability than men when the task involves organization. Regarding the other topics (interpersonal relationship, technical knowledge and differences between genders) both professionals were equivalent, because the majority of the interviewees claimed not to have preference for gender. Therefore, it was concluded that the differences between genders in Technical Assistance and Rural Extension performed by veterinarians were identified when it comes to physical strength and organization. In topics preference between men or women, interpersonal relationship and technical knowledge, there was not distinction between the genders. Then, the differences between genders can be considered a paradigm and not a prejudice. PUBLICATION ABSTRACT
A Medicina Veterinária é profissão relativamente antiga e, mesmo em tempos modernos, em determinados países ou regiões, a profisssional veterinária ainda encontra barreiras ao exercício pleno da ...profissão, tanto nas atividades de Assistência Técnica como nas de Extensão Rural. Este estudo objetivou verificar se existem diferenças entre os gêneros, no que se refere às atividades de Assistência Técnica e de Extensão Rural, realizadas por médicos veterinários no Estado de Goiás (Brasil) e, em caso de existência, analisar se os resultados podem ser considerados frutos de um paradigma ou de preconceito. O trabalho foi desenvolvido no Estado de Goiás, em 26 municípios, envolvendo 100 propriedades rurais, administradas por indivíduos de diferentes gêneros e perfis. Foram analisados questionários respondidos pelos proprietários, envolvendo cinco temas, compreendendo diferenças entre os gêneros, senso de organização profissional, relacionamento interpessoal, força física e conhecimento técnico. Na visão dos entrevistados, os homens foram considerados como detentores de maior aptidão para as atividades que exigem força física e, as mulheres, para o trabalho que requer maior senso de organização. Para as outras atividades, ambos os profissionais equipararam-se quanto ao seu desempenho, pois a maioria dos entrevistados alegou não ter preferência, em relação aos aspectos gênero, relacionamento interpessoal e conhecimento teórico. Concluiu-se que as diferenças entre os gêneros, nos desempemhos em Assistência Técnica e em Extensão Rural, realizadas por médicos veterinários no Estado de Goiás, foram identificadas quando os aspectos considerados são a força física e o senso de organização. Nos quesitos preferência pelo homem ou pela mulher, relacionamento interpessoal e conhecimento técnico, não houve distinções. Dessa forma, pode-se considerar a existência de um paradigma, não a de um preconceito.
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