Botulinum neurotoxin B is a Food and Drug Administration-approved therapeutic toxin. However, it has lower binding affinity toward the human version of its major receptor, synaptotagmin II (h-Syt II), compared to mouse Syt II, because of a residue difference. Increasing the binding affinity to h-Syt II may improve botulinum neurotoxin B's therapeutic efficacy and reduce adverse effects. Here we utilized the bacterial adenylate cyclase two-hybrid method and carried out a saturation mutagenesis screen in the Syt II-binding pocket of botulinum neurotoxin B. The screen identifies E1191 as a key residue: replacing it with M/C/V/Q enhances botulinum neurotoxin B binding to human synaptotagmin II. Adding S1199Y/W or W1178Q as a secondary mutation further increases binding affinity. Mutant botulinum neurotoxin B containing E1191M/S1199Y exhibits ~11-fold higher efficacy in blocking neurotransmission than wild-type botulinum neurotoxin B in neurons expressing human synaptotagmin II, demonstrating that enhancing receptor binding increases the overall efficacy at functional levels. The engineered botulinum neurotoxin B provides a platform to develop therapeutic toxins with improved efficacy.Humans are less sensitive to the therapeutic effects of botulinum neurotoxin B (BoNT/B) than the animal models it is tested on due to differences between the human and the mouse receptors. Here, the authors engineer BoNT/B to improve its affinity to human receptors and enhance its therapeutic efficacy.

中文翻译：

---

经改造的肉毒杆菌神经毒素B，具有针对人受体的增强功效。

肉毒杆菌神经毒素B是食品和药物管理局批准的治疗性毒素。但是，由于残基的不同，与小鼠Syt II相比，它对人类主要受体突触结合蛋白II（h-Syt II）的结合亲和力较低。增加与h-Syt II的结合亲和力可以改善肉毒杆菌神经毒素B的治疗效果并减少不良反应。在这里，我们利用细菌腺苷酸环化酶两杂交法，在肉毒杆菌神经毒素B的Syt II结合口袋中进行了饱和诱变筛选。该筛选将E1191鉴定为关键残基：用M / C / V / Q代替可增强肉毒杆菌神经毒素B与人突触素II结合。添加S1199Y / W或W1178Q作为第二突变进一步增加了结合亲和力。在表达人类突触结合蛋白II的神经元中，含有E1191M / S1199Y的突变型肉毒杆菌神经毒素B在阻断神经传递方面的功效比野生型肉毒杆菌神经毒素B高约11倍，这表明增强受体结合可以在功能水平上提高整体功效。工程化的肉毒杆菌神经毒素B提供了开发具有更高功效的治疗性毒素的平台。由于人与小鼠之间的差异，人类对肉毒杆菌神经毒素B（BoNT / B）的治疗效果不如所测试的动物模型敏感受体。在这里，作者设计了BoNT / B，以提高其与人类受体的亲和力并增强其治疗功效。这表明增强受体结合提高了功能水平上的整体功效。工程化的肉毒杆菌神经毒素B提供了开发具有更高功效的治疗性毒素的平台。由于人与小鼠之间的差异，人类对肉毒杆菌神经毒素B（BoNT / B）的治疗效果不如所测试的动物模型敏感受体。在这里，作者设计了BoNT / B，以提高其与人类受体的亲和力并增强其治疗功效。这表明增强受体结合提高了功能水平上的整体功效。工程化的肉毒杆菌神经毒素B提供了开发具有更高功效的治疗性毒素的平台。由于人与小鼠之间的差异，人类对肉毒杆菌神经毒素B（BoNT / B）的治疗效果不如所测试的动物模型敏感受体。在这里，作者设计了BoNT / B，以提高其与人类受体的亲和力并增强其治疗功效。与人所测试的动物模型相比，人对肉毒杆菌神经毒素B（BoNT / B）的治疗效果较不敏感，原因是人与小鼠受体之间存在差异。在这里，作者设计了BoNT / B，以提高其与人类受体的亲和力并增强其治疗功效。由于人与小鼠受体之间的差异，因此人类对肉毒杆菌神经毒素B（BoNT / B）的治疗效果不如所测试的动物模型敏感。在这里，作者设计了BoNT / B，以提高其与人类受体的亲和力并增强其治疗功效。