Cap結構是mRNA疫苗和治療方法開發的重要組成部分。合成 mRNA 技術依靠 Cap1 來增強穩定性、翻譯效率，並減少 toll 樣受體 (TLR) 和其他免疫感測器對 mRNA 的先天免疫識別，從而最大限度地減少不必要的免疫活化。這可以防止不良的發炎反應，進而提高人體細胞中治療性mRNA的穩定性和有效性。
早期發現和 Cap0 結構
1970 年代中期，對真核生物 mRNA 的研究發現了一種現在稱為 Cap0 的 5' 末端結構，其中 N7-甲基鳥苷帽 (m7G) 附著在 5' 端的第一個核苷酸上。發現這種修飾可以保護 mRNA 不被核酸外切酶降解、協助核輸出、並促進核醣體辨識以起始翻譯。 Cap0 是第一個被表徵的帽子結構，其甲基化僅限於鳥苷帽本身。此 5'-帽及其功能的發現標誌著對真核生物 mRNA 帽及其在 mRNA 修飾中的作用的理解取得了重大突破。
Cap1的出現
Cap1結構是真核生物mRNA的重要特徵，在mRNA的穩定性、翻譯和免疫識別中起著關鍵作用。 mRNA 帽子結構由一個 N7-甲基鳥苷 (m7G) 透過 5'-5' 三磷酸鍵與第一個核苷酸連接而成，是從 20 世紀 70 年代對真核生物 mRNA 轉錄後修飾的早期研究發展而來的。
5′端加帽的mRNA的結構。這項發現被稱為 Cap1 結構 (m7GpppNm)，為 mRNA 修飾增加了另一層功能意義。研究發現，Cap1 修飾可以微調 mRNA 的穩定性並阻止先天免疫系統的免疫識別，特別是在哺乳動物細胞中，它有助於逃避 RIG-I、TLR 和 MDA5【2】等模式識別受體的識別。這對於 mRNA 代謝和基於 mRNA 的技術（包括 mRNA 疫苗接種和基因治療應用）的進步都至關重要。
mRNA產業的技術挑戰和當前解決方案
mRNA 疫苗的廣泛應用和優化仍存在一些技術挑戰，包括高劑量 mRNA、免疫反應、穩定性和遞送等問題。 mRNA 產業面臨的一個重大挑戰是需要高劑量的 mRNA 來引發強烈的免疫反應。這是以下幾個因素造成的：
快速降解： mRNA 本質上是不穩定的，並且容易被生物系統中的脫帽酶和核糖核酸酶 (RNases) 降解。
翻譯效率有限： mRNA 翻譯成蛋白質的效率可能有所不同，需要更大量的 mRNA 來產生足夠的抗原水平來進行免疫反應。翻譯效率與Cap1和翻譯起始因子eIF4E的親和力有關。
真核生物基本翻譯起始複合體的形成。
免疫原性和不良免疫反應： 第三大障礙是 mRNA 本身可能引發的先天免疫反應，尤其是 dsRNA 或不完整的 mRNA。雖然需要一定程度的免疫活化來刺激適應性免疫系統，但過度活化會導致發炎反應，從而降低疫苗的有效性或引起副作用。
封蓋技術史
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酵素法封端技術： 酶促加帽技術是在 mRNA 研究早期引入的，它涉及使用加帽酶（如鳥苷酸轉移酶和甲基轉移酶）在轉錄後添加天然的 5' 帽。此方法可確保 mRNA 翻譯的高保真度和封蓋效率，特別適用於治療應用。
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合成帽子類似物（1980 年代 - 2000 年代）： 研究人員開發了合成帽類似物，用於體外合成帶帽的 mRNA，有助於研究 mRNA 功能和基因表現。抗逆帽類似物 (ARCA) 是一種合成帽類似物，旨在防止 mRNA 合成過程中錯誤的帽子摻入，從而提高疫苗和基因治療的 mRNA 翻譯效率。但ARCA封蓋效率和成品率較低。
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Cap1 技術（2010 年代）： TriLink 的 Cap1 是一種共轉錄加帽方法，透過在 mRNA 合成過程中直接加入帽子來簡化此過程。該方法提高了效率並產生了高百分比的正確加帽的 mRNA，使其成為 mRNA 疫苗等大規模治療應用的理想選擇。
目前，酵素加帽技術在包括 COVID-19 疫苗在內的基於 mRNA 的療法開發中至關重要，可確保治療性 mRNA 的穩定性和有效翻譯。
下一代酵素法封端技術比較 LZCap Capping 和第一代 Capping (ARCA) 方法
開發下一代 Cap 類似物
我們的目標是開發具有抗脫帽酶、高親和力 eIF4E 的帽類似物，以提高翻譯效率並降低免疫原性。這些進步對於提高基於 mRNA 的療法（包括抗癌治療和基因治療應用）的有效性至關重要。
設計 LZCap
在設計 LZCap 時，我們主要致力於創建對 eIF4E 具有高親和力的帽類似物。酵素對底物的辨識有比較「特異性」的。因此，在設計新的帽子結構時，我們力求盡可能保持與自然/已知結構的相似性。天然結構中有一個核糖3'OH，可以被修飾（例如甲基化）。基於這種考慮，我們選擇在 3' 位置添加一個碳以獲得新穎性，然後添加一個 NH 來模擬 OH 的氫鍵，然後添加一個乙醯基以降低 NH 的鹼性並增強其氫鍵能力。 LZCap 的活性優於甲基化的天然帽，可能是由於增加了氫鍵。與甲基和甲氧基相比，乙醯氨基還可以增加底物（帽）和起始因子（酶）之間的范德華相互作用。
乙醯氨基的穩定性
乙醯氨基已經足夠穩定。它比 7-甲基化位置和磷酸二酯鍵穩定得多，而後兩者是帽子中最不穩定的部分。
LZCap 的產量和封蓋效率
採用LZCap AG(3'Acm)帽，螢光素酶mRNA的加帽效率約為97.59%，在與T7 RNA聚合酶的標準體外轉錄（IVT）反應中，用1 μg DNA模板可獲得高達200 μg的加帽mRNA。簡單的LiCl沉澱後mRNA純度可達99%。這種高封端效率和產量使 LZCap 成為各種應用（包括蛋白質生產和基因療法）的有吸引力的選擇。
Cap結構是mRNA疫苗和治療方法開發的重要組成部分。合成 mRNA 技術依靠 Cap1 來增強穩定性和翻譯效率，並降低 toll 樣受體 (TLR) 和其他免疫感測器對 mRNA 的先天免疫識別，從而最大限度地減少不必要的免疫活化。這可以防止不必要的發炎反應，從而提高人體細胞中治療性mRNA的穩定性和有效性。
| 產品 | 帽子 銀 (3'-哦我-7mG） | 領智資本 AG(3'Acm) | 銀 （無封頂） |
| mRNA產量 （微克） | 164 | 173 | 200 |
採用基於 RNAse H 的方法對 LZCapped Luciferase mRNA 的封蓋效率進行 MS 分析。封蓋效率約97.59%，
mRNA 對脫帽酶的穩定性如何
具有 LZCap AG(3'Acm) 和 LZCap AG M6 (3'Acm) 的 mRNA 對脫帽酶 (NEB) 表現出更高的抗性。值得注意的是，CapM6（3'-OMe-6mA-7mG）也對脫帽酶具有抗性，但常規Cap AG（3'-OMe-7mG）不表現出抗性。
LZCap 與 eIF4E 的結合親和力如何？
LZCap AG(3'Acm) capped mRNA的蛋白質表現如何？
在不同細胞系*（3T3-L1，Hela，JAWs， HEK293T 和 Huh7）中LZCap AG(3'Acm)加帽的螢光素酶mRNA的表達量明顯高於Cap1類似物(3'-OMe-7mG)加帽的mRNA，130次重複實驗顯示LZOMCapm(3)約1.5倍。在小鼠身上也觀察到了類似的結果。蛋白質表現量可能因mRNA序列的不同而略有不同。
您有更多的動物數據嗎？
LZCap AG(3'Acm)或LZCap AG(3'FMom)的表達效率
與食蟹猴和豬的 CapAG（3'-OMe-7mG）加帽的 mRNA 相比，GLuc 編碼 mRNA 在體內表現出更高的表現。
LZCap AG 加帽的 mRNA 的先天免疫原性如何？
LZCapAG（3'Acm）加帽的mRNA表現出較低的先前免疫原性。 TLR8、TLR7、IL-1A和B在脫帽RNA誘導的免疫反應中扮演重要角色。 LZCapped mRNA免疫原性分析的體內研究表明，脫帽RNA導緻小鼠免疫相關因子轉錄水平發生明顯變化。單次 RNA 刺激注射後，LZCap 和 3'-OMe-7mG 加帽的 mRNA 在小鼠體內均顯示出相似的較低免疫因子轉錄量。
你做過一些安全測試嗎？
是的，我們做了細胞毒性試驗、人類聚合酶抑制研究和Ames試驗。
- 核苷單體3'-Acm-7mG（CC50＞10000nM）在293T、Huh7、MRC5、THP1及U87MG細胞中未觀察到細胞毒性或僅有輕微的細胞毒性。
- 人類 DNA 聚合酶 ( α ,β , γ 和Klenow)和粒線體RNA聚合酶(hPOLRMT)活性抑制研究表明，3'-Acm-7mG TP不會抑制人類DNA或RNA聚合酶。
- 細菌回復突變試驗（Ames）可檢測大多數囓齒動物和人類的相關基因改變以及基因毒性致癌物。 Ames試驗顯示3'-Acm-7mG無遺傳毒性。
這個產品有專利嗎？
是的。該專利已在美國獲得授權。
訂購資訊
| 產品名稱 | 規格 | 目錄編號 |
| 領智資本 AG(3'Acm)（ 100毫米） | 100μL，1毫升 | 10684ES |
| 領智資本 AU(3'Acm)（ 100 毫米） | 100μL，1毫升 | 10685ES |
| 領智資本 GG(3'Acm)（ 100毫米） | 100μL，1毫升 | 10686ES |
| LZCap AG(3'Ma-Cy5)（ 25毫米） | 100μL，1毫升 | 10688ES |
| 領智資本 AG(3'Ma-Cy7)（ 25 毫米） | 100μL，1毫升 | 10689ES |
| LZCap (AG(3'Ma-Cy3) (25 mm) | 100μL，1毫升 | 10687ES |
| LZCap (AG(3'Ma-生物素) (25 mM) | 100μL，1毫升 | 詢問 |
| LZCap (AG(3'Ma-Peg5-FAM) (25 mM) | 100μL，1毫升 | 詢問 |
| LZCap (AG(3'Ma-C6-MANT) (25 mM) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
| LZCap (AG(3'Acm) 螢火蟲螢光素 mRNA (1μg/μL) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
| LZCap (AG(3'Acm) eGFP mRNA (1μg/μL) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
| LZCap (AG(3'Acm) eGFP saRNA (1μg/μL) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
| LZCap (AG(3'Acm) RFP mRNA (1 μg/μL) | 100μL，1毫升 | 詢問 |
| LZCap(AG(3'Acm)Cas9 mRNA(1μg/μL) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
| LZCap (AG(3'Acm) Gluc mRNA (1μg/μL) | 100μL，1毫升 | 我詢價 |
參考：
- 冠狀病毒RNA加帽和甲基化的分子機制，Virologica Sinica 31(1)
- mRNA疫苗－疫苗學的新時代。 納特。修訂藥物。發現。 17, 261–279 (2018)。
- 哺乳動物中 RNA 結合蛋白調控的翻譯起始：反式因子、細胞對翻譯起始複合物的調節 2021年， 10(7), 1711