1 .介绍
单克隆抗体是高度特异性和稳健的捕获探针,被证明是诊断和生物制药应用的多功能工具。这些抗体通常从小鼠杂交瘤中分离出来,包含两种不同分子量的四种多肽链,其中很大一部分由完整性和效应子功能所必需的结构域组成。近几十年来,各种重组抗体片段,包括片段抗原结合区(Fab)、单链可变片段(scFv)和骆驼抗体可变片段(VHH),已成为完整抗体的替代品。有了这些片段,无需恒定结构域即可保持结合特异性,并且与完整抗体相比,它们每单位抗体质量的抗原结合位点多出五倍。作为独特的亲和配体,VHH或纳米抗体(Nbs)是骆驼科抗体重链的可变结构域,表现出优异的特异性、稳定性和结合能力。与一些其他抗体片段(例如 Fab 和 scFv)不同,VHH 是单变量结构域,被称为最小结合单元,分子量为 15 kDa。这种结合物可以通过称为噬菌体展示的体外程序发现获得抗体,在此过程中,抗体可变区展示在噬菌体颗粒的表面上,并针对特定的抗原靶点进行筛选。噬菌体表面展示的抗体变体库称为噬菌体展示文库。这些文库是通过不同的程序构建,其中之一是编码多种抗体片段的基因序列的体外组装。在这方面,使用通用框架构建合成文库,并使用不同的诱变方法在任何所需残基中定义多样性。通常,多样性被引入互补决定区(CDR),这是在任何抗体类型的序列中发现的高变域。CDR 是结合特异性的决定因素。因此,为了成功的合成文库设计,有必要鉴定最合适的CDR残基并鉴定用于替换的候选氨基酸。一种简单的生物信息学方法,该方法可识别并指导免疫球蛋白超家族框架中 CDR 的随机化,以构建噬菌体展示文库。该方法依赖于抗体序列区域的保守程度。蛋白质序列的保守程度表明了它们的进化稳定性或它们在物种之间的相似程度,突出了对其生物学作用至关重要的关键功能区域。抗体序列在不同区域表现出不同的保守水平。在可变结构域中,两个主要区域是保守框架(FR)和高度可变的CDR,它们分别有助于结构稳定性和抗原识别特异性。这些区域可以使用位置特异性迭代 BLAST (PSI-BLAST) 进行检测,该方法将感兴趣的抗体框架与已知免疫球蛋白的序列数据库进行比对。通过执行这种类型的蛋白质 BLAST,创建位置特异性评分矩阵 (PSSM),该矩阵指示每个位置的氨基酸取代评分。结果,为每个位置计算 20 个不同的 PSSM 值。对这些 PSSM 值的分析揭示了保守的 FR 和高变的 CDR。此外,这些 PSSM 值可作为选择要包含在 CDR 库中的每个 CDR 残基的氨基酸替换的参考。一旦以这种方式设计了氨基酸库,就可以将其反向翻译为大肠杆菌的简并核苷酸序列。大肠杆菌表达。为了检验这一假设,我们基于 PSSM 分析对通用 VHH 框架 cAbBCII10 (PDB: 3DWT ) 的 CDR3 进行。2 .材料和方法
2.1 .化学品和试剂
基因序列和引物由SynBio Technologies(美国)合成。HRP/抗-hisTag IgG 和小鼠 HRP/抗-M13 IgG 购自 Sigma Aldrich。Sfi I 限制性内切酶、PCR 试剂和 96 孔 MaxiSorp™ (NUNC) ELISA 板均为 Thermo Fisher Scientific 产品。琼脂糖凝胶提取试剂盒购自Bioneer。Ni-NTA树脂为德国Qiagen公司产品。重组凝血因子 VII 由 Aryogen Pharmed Co. Ltd.(伊朗)友情提供。2.2 .噬菌体库设计
采用通用VHH框架cAbBCII10进行文库构建。使用基于 PSSM 的分析方法来识别和随机化 cAbBCII10 的 CDR3。该方法使用 PSI-BLAST,然后生成 PSSM 来识别抗体序列中的 CDR。对于抗体序列中的每个氨基酸位置,PSSM 提供原始氨基酸取代分数,这些分数的“平均绝对值”表示保守程度。随着平均绝对 PSSM 值接近零,位置变得更加可变,从而使其成为随机化的理想选择。此外,我们使用 PSSM 评分来确定哪些氨基酸最有可能在可变位置被取代:禁止使用具有负值的氨基酸,优先使用具有正值的氨基酸,并且可以将具有接近零值的氨基酸并入。为了验证我们方法的有效性,使用 PSI-BLAST 将 cAbBCII10 框架与可用的 VHH 序列进行比对,并在适当的迭代后生成最终的 PSSM。在指定CDR3残基和每个CDR3位置可能的氨基酸取代后,我们使用Rosetta设计SwiftLib工具根据候选氨基酸定义简并CDR3核苷酸序列。该简并随机序列缺乏半胱氨酸和终止密码子,将被移植到 cAbBCII10 框架上。2.3 .噬菌体库构建
通过三轮PCR反应构建CDR3随机化VHH序列(图1 )。PCR条件总结于表1中。2.3.1 .聚合酶链反应1使用 F 和 R1 引物(表 2显示引物序列)从 pCDNA3.1-cAbBCII10 质粒中 PCR 扩增 cAbBCII10 的 FR1 至 FR3 区域。我们将此 PCR 产物命名为 Segment 1 (S1),其长度为 319 bp,包含 FR1+CDR1+FR2+CDR2+FR3。使用 MiniPrep DNA 凝胶提取试剂盒 (Bioneer) 从 1.2% 琼脂糖凝胶中提取 S1。2.3.2 .聚合酶链式反应2通过重叠 PCR 将合成的随机 CDR3+FR4 区域与凝胶纯化的 S1 融合。该PCR以S1为模板,以F和DO(简并寡核苷酸)为引物(简并寡核苷酸:100bp的单链寡核苷酸,带有与S1+简并随机CDR3+FR4重叠的区域)。PCR2 产物从 1.2% 琼脂糖凝胶中分离出来并命名为片段 2 (S2)。2.3.3 .聚合酶链反应3S2 在 5 端带有Sfi I 限制性位点(F 引物侧翼有一个限制性位点),因此最终的 PCR 反应将Sfi I 限制性位点添加到 S2 的 3 端。对于 PCR 3,以凝胶纯化的 S2 为模板,并通过 F 和 R2 引物进行 PCR。PCR 3 产物从 1.2% 琼脂糖凝胶中纯化并命名为 S3 或最终盒。使用Sfi I酶消化S3 ,并从1.2%琼脂糖凝胶中提取所得片段。将消化的 S3 片段克隆到 pComb3X-SS 质粒中。该质粒在插入序列 5 端侧翼带有 OmpA 前导序列,该序列引导表达的重组蛋白进入 e 的周质空间。大肠杆菌宿主。此外,该质粒还向表达的蛋白质序列添加了 6x 组氨酸亲和标签 (HisTag)(完整的载体图可在补充数据中找到)。使用 Bio-Rad Gene Pulser(2 mm 比色皿,2500 V,25 μF,200 Ω,4.8–5.1 mS)通过电穿孔将最终构建体 (pComb3X–VHH) 转移至电感受态 TG1 细胞中。在 SOC 培养基(2%(w/v)胰蛋白胨、0.5%(w/v)酵母提取物、0.05%(w/v)NaCl、10 mM MgCl 2、10 mM MgSO 4溶液、 20 mM 葡萄糖,pH 7.2),37 °C,150 rpm。将 25 ml 回收的 TG1 细菌铺在 2xYT-GA(1.6% 胰蛋白胨、1% 酵母提取物、0.5% NaCl、100 μg/ml 氨苄青霉素、2% 葡萄糖)琼脂平板上,并在 37°C 下生长过夜。通过计数稀释板中的菌落来评估电穿孔效率。最后,使用 2xYT-GA 培养基从平板上刮下细菌群,并将其命名为 TG1-pComb3X-VHH 文库。添加甘油以获得50%的终浓度,然后将文库保存在-80°C。2.4 . pComb3X–VHH 文库的序列分析
为了确定正确的插入率,随机选择菌落进行 PCR 测试。PCR产物被送去进行序列分析,并通过翻译揭示所选克隆的CDR3氨基酸序列。从 TG1-pComb3X-VHH 文库中提取质粒。回收的质粒文库也被送去进行序列分析。2.5 .噬菌体文库拯救
根据标准方案,使用 M13KO7 辅助噬菌体从 TG1-pComb3X–VHH 细胞中拯救噬菌体文库。噬菌体悬浮液被命名为Phage-VHH文库并储存于-20℃。为了确认 VHH 在噬菌体颗粒上表达和展示,进行了蛋白质印迹分析。简而言之,将 PEG 沉淀的噬菌体-VHH 文库重悬于还原性 Laemmli 缓冲液中并上样到 12% SDS-PAGE。电泳后,蛋白质条带转移到硝酸纤维素 (NC) 膜上。然后用 2% 牛血清白蛋白 (BSA) 的 tris 缓冲盐水 – Tween 20 (TBST)(20 mM tris、150 mM NaCl、0.1% Tween 20,pH 7.4)和 HRP/抗 hisTag 抗体封闭膜用于确定膜上是否存在 38 kDa PIII-VHH-HisTag 融合体。3,3ˊ-二氨基联苯胺 (DAB) 用作 HRP 底物,用于蛋白质条带的可视化。2.6 .生物淘选
针对 rfVII 筛选噬菌体-VHH 文库。生物淘选过程分三轮选择完成。对于每个淘选周期,使用八个微孔板孔 (Nunc MaxiSorp™),包括:四个未包被的孔用于预封闭或文库去除步骤,两个 rfVII 包被的孔用于选择,两个非包被的孔作为淘选对照。所有八个微孔板孔均在 37°C 下用 2% BSA-TBST 封闭 2 小时。用 TBST 洗涤 3 次后,向四个未包被的孔中各添加 2% BSA-TBST 中的 1 × 10 10 CFU 噬菌体-VHH。孵育1小时后,将噬菌体-VHH从预封闭孔转移至rfVII包被的孔或未包被的对照孔。预封闭步骤会耗尽噬菌体文库中的非特异性结合物。然后将孔在台式摇床上孵育 2 小时。弃去噬菌体-VHH溶液后,用TBST洗涤孔3次。为了洗脱可能的结合物,将 100 μl 200 mM 甘氨酸-HCL (pH 2.2) 添加到每个孔中,并将板在 37 °C 下孵育 30 分钟。严格移液后,收集噬菌体洗脱物。取10μl噬菌体-VHH洗脱液进行文库富集分析,其余直接导入新鲜对数期TG1细胞。受感染的 TG1 培养物在 37°C 下孵育 30 分钟,无需摇动。向培养物中添加 2% 葡萄糖和 100 μg/ml 氨苄青霉素,并在 37°C 下以 150 rpm 摇动孵育过夜。之后,将培养物储存在-80°C,标签为TG1-pComb3X–VHH。对于下一轮淘选,从上一轮中进行噬菌体文库拯救,并将所得噬菌体用于筛选。每轮之后通过增加洗涤步骤和降低抗原包被的量来增加筛选的选择压力。在第一轮选择中,在 2 mM 苯甲基磺酰氟 (PMSF) 存在下,用 1 μg rfVII 包被微孔板孔。在第二轮和第三轮期间,抗原的量降低了10倍(100ng/孔),并且在第二轮和第三轮期间分别进行了6次和10次连续洗涤步骤。2.7 .文库富集分析
2.7.1 .噬菌体洗脱滴定将噬菌体洗脱物在 TBS 中连续稀释(稀释倍数为 10),然后添加到新鲜生长的对数期 TG1 细胞中。在 37°C 孵育 30 分钟后,将培养物转移至 2xYT-GA 琼脂平板上,每次稀释各有 10 μl 一式三份斑点,然后在 37°C 孵育过夜。第二天估计键合噬菌体计数。用无抗原淘选洗脱液感染的TG1斑点和仅洗脱缓冲液用作实验对照。2.7.2 .多克隆噬菌体ELISA通过多克隆噬菌体 ELISA 进一步分析文库富集。每轮淘选后,将富集的文库用 2% BSA-TBST 稀释并添加到涂有 rfVII 的 Nunc MaxiSorp™ 孔中。在台式摇床上孵育 2 小时后,用 TBST 洗涤孔。将 HRP 缀合的抗 M13 抗体添加到孔中,并将板孵育 30 分钟。TBST 洗涤 3 次后,添加 HRP 底物 (TMB/H 2 O 2 ),并使用 ELISA 读数器在 450 nm 处测量信号。2.8 .单克隆VHH选择
在单克隆 VHH 选择之前,在第 3 轮淘选板的 10 个随机克隆中确认文库插入片段的存在,如上所述。为了获得单克隆培养物,从最后一轮淘选的琼脂平板中挑取25个不同的克隆,并重悬于2ml等份的2xYT-GA培养基中。培养物在 37°C 摇动下生长过夜。第二天,将培养物接种到新鲜的 5 ml 等份 2xYT-A 培养基中。达到对数中期后,添加异丙基 β-d-1-硫代半乳糖苷(IPTG),以获得 0.5 mM 的终浓度,并将培养物在 30°C 下以 180 rpm 搅拌孵育过夜。通过渗透休克从 TG1 细胞周质中提取单克隆 VHH。将单克隆 VHH 提取物稀释在 2% BSA-TBST 中,并通过 ELISA 对照包被的 rfVII 进行分析。作为标准化 ELISA 数据的方法,将 VHH 提取物包被在微孔板孔上,并使用 HRP/抗 hisTag 抗体进行 ELISA 分析,以估计每种提取物中存在的 VHH 的相对量。2.9 .选定 VHH 的表征
2.9.1 .鉴别通过蛋白质印迹分析周质 VHH 提取物以确定是否存在带有重组蛋白的 HisTag。SDS-PAGE按照Laemmli等人描述的方法进行。在还原条件下用等量的每种周质提取物。在 15% 凝胶上分离后,如上所述在 NC 膜上进行蛋白质印迹。3,3-二氨基联苯胺 (DAB) 用于可视化 HisTag 融合蛋白。2.9.2 .序列分析阳性 TG1-pComb3X–VHH 克隆在 2xYT-GA 培养基中生长过夜。使用MiniPrep质粒提取试剂盒(Bioneer)从培养物中提取质粒。从质粒提取物中,使用引物F和R2通过PCR扩增VHH表达基因盒(参见表2)。扩增产物经1.2%琼脂糖凝胶电泳确认后送测序分析。2.9.3 .结合特异性评估 (ELISA)乙型肝炎表面抗原(HBS)用作非特异性抗原。Nunc MaxiSorp™ 微孔板孔涂有 0.5 μg rfVII(在 2 mM PMSF 存在下)或 HBS,然后用 BSA 封闭。如前一节所述,通过 ELISA 评估四种选定的单克隆 VHH 提取物对每种抗原的结合能力。2.9.4 .结合特异性评估(蛋白质印迹)将rfVII在还原Laemmli缓冲液中稀释至100μl/ml的浓度。使用相同的缓冲液将人血浆稀释 100 倍。样品通过 12% SDS-PAGE 电泳并转移到 NC 膜上。丽春红 S 染色后,将 NC 膜切成包含一条 rfVII 泳道和一条血浆泳道的条带。将膜条用 2% BSA-TBST 封闭,然后与单克隆 VHH 19 或 VHH 24 提取物一起孵育。TBST 洗涤 3 次后,膜条进一步与 HRP/抗 hisTag 抗体一起孵育 1 小时。用TBST洗涤3次后,将条带浸泡在DAB/H 2 O 2中直至蛋白质条带可视化。2.9.5 .亲和力估计VHH-rfVII 结合的平衡浓度用于亲和力分析。进行非竞争性 ELISA 来估计解离常数。Nunc MaxiSorpTM 微孔板孔涂有两种不同量的 rfVII(0.5 和 0.25 μg/孔)。在用 2% BSA-TBST 封闭后,我们将纯化的单克隆 VHH 以 33 μM 开始连续稀释添加到孔中,稀释倍数为 2。以与上述相同的方式进行ELISA。将获得的信号 (OD 450 ) 相对于添加到每个孔中的总抗体量的对数进行绘图,产生 S 形曲线。使用该曲线,计算 OD-50 处的总抗体浓度(测试最大 OD 450读数的一半)。根据质量作用定律估计每个 VHH 分离株的解离常数 (K D )。3 .结果
3.1 .图书馆设计
在对 cAbBCII10 进行 PSI-BLAST 并进行适当的迭代后,创建了 PSSM。生成代表每个位置的绝对 PSSM 值平均值的柱形图。基于该图,可以鉴定抗体CDR区域。这些应该代表绝对 PSSM 值显著较低的高变区(图 2)。使用该方法鉴定cAbBCII10框架的CDR残基如下:CDR1:残基PDB-27至PDB-36,CDR2:残基PDB-53至PDB-64,和CDR3:残基PDB-102至PDB-114(图2)。NCBI 的 PSSM 查看器工具使用颜色代码来显示 PSSM 值,并且可变残基以较浅的颜色显示(请参阅补充数据)。使用此 PSSM,禁止使用具有负值的氨基酸,优先使用具有正值的氨基酸,并且可以自由替换具有接近零值的氨基酸。我们使用 Rosetta design SwiftLib 在线工具将首选氨基酸库反向翻译为简并核苷酸序列。最佳简并序列是不利氨基酸最少、同时多样性高的序列(图3)。我们设计的CDR3基因序列如下:3.2 .建库
经过三个 PCR 反应后获得最终的文库插入片段。PCR产物命名为S1、S2和S3,分别为319 bp、400 bp和422 bp。通过琼脂糖凝胶电泳确认片段的正确长度(图4A)。对2xYT-GA琼脂平板上的阳性克隆进行计数显示转化效率为2.4×10 8 集落形成单位(CFU)(图4B )。使用 F 和 R2 引物进行的菌落 PCR 显示随机选择的克隆中存在 S3 最终文库插入片段(图 4 C)。对24个随机选择的克隆的PCR产物进行测序以评估CDR3多样性(图4E)。从 TG1-pComb3X-VHH 文库中提取质粒。从该质粒样品(F 和 R2 引物)中 PCR 扩增 VHH 编码文库插入片段,然后送去进行测序分析。如图3B所示,最终转化构建体的CDR3与计算机设计的多样性相匹配。根据该数据,可以假设该库包含至少 1 × 10 8 VHH 变体。通过蛋白质印迹证实(图 4D),从 TG1-pComb3X-VHH 文库中拯救出来的 VHH 变体以 38 kDa pIII-VHH 融合体的形式存在于噬菌体文库的表面。图4D还显示,在IPTG存在下,TG1细胞可以表达可溶性15kDa VHH蛋白。3.3 .文库筛选
在筛选过程中,对通过噬菌体洗脱感染的 TG1 细胞在 2xYT-GA 琼脂培养基上生长的菌落数进行计数。比较每一轮的抗原包被和无抗原淘选对照之间的菌落计数。连续3轮淘选后,观察到针对rfVII的VHH文库富集了150倍(图5A)。该结果通过多克隆噬菌体 ELISA 得到证实。如图5B所示,针对rfVII包被的孔的每轮淘选的扩增噬菌体洗脱的ELISA信号显示与前一轮相比显着增加。菌落 PCR 的结果证实了第 3 轮淘选克隆中存在文库插入片段。3.4 .单克隆 VHH 分析
如图4D所示,在IPTG存在的情况下,TG1-pComb3X-VHH细胞充当非抑制细胞,表达约15kDa的非融合可溶性VHH。因此,从第 3 轮淘选板中随机选择 25 个克隆进行可溶性 VHH 表达(在 IPTG 存在下)和结合分析。通过 ELISA 评估单克隆 VHH 提取物的相对表达率和结合能力。这些提取物在表达率和结合能力方面显示出不同的 ELISA 信号(参见补充数据)。为了获得与每种提取物的VHH浓度无关的相对结合能力,将结合信号标准化为表达(图6)。克隆7、19、24和29在其他克隆中显示出更高的结合能力。这些被选为正 VHH 结合剂以供进一步研究和表征。3.5 .阳性 VHH 克隆的特征
通过蛋白质印迹证实了所选阳性 VHH 克隆的可溶性表达。如图7A所示,所有四种选定的结合物均以正确的VHH分子量(约15kDa)表达。通过 ELISA 评估阳性克隆针对 BSA 和 rHBS 的非特异性结合。为此目的,比较了 rfVII 和 rHBS 包被的孔之间所选 VHH 的相对结合能力。如图7B所示,所有阳性VHH源均表现出针对rfVII的显著特异性。这与VHH 19和24与rfVII结合的蛋白质印迹分析结果一致(图8)。对于蛋白质印迹,我们使用人血浆作为非特异性抗原的来源。如前所述,活性rfVII由两条通过二硫键相互结合的多肽链组成。阳性 VHH 应该识别其在正确的多肽链上的表位,该表位应该可以在蛋白质印迹中追踪。图8显示NC膜上的单克隆VHH 19和VHH 24对rfVII的识别。测序结果如图9所示。CDR3残基的翻译揭示了VHH 7和VHH 24的相同序列。因此,我们将VHH 7排除在进一步研究之外。图9显示了对其余三种VHH结合物的结合亲和力的分析。根据质量作用定律,估算了每种粘合剂的 KD 值。 对于VHH 19、VHH 24 和VHH 29 分别为1 × 10 -8 M、5.8 × 10 -8 M 和2.6 × 10 -7 M。根据结果,克隆 19 对 rfVII 表现出最佳的结合亲和力。4 .讨论
在本研究中,我们基于简单的生物信息学方法构建了完全合成的骆驼科VHH文库。该方法定义了随机化计划的 CDR,并根据参考数据库中的出现情况选择最适合在每个 CDR 位置进行取代的氨基酸。为了实现这一目标,我们证明 PSSM 配置文件是有效且可用的生物信息学工具。使用这种方法,我们鉴定了 cAbBCII10 蛋白质序列中的三个高变区。这些区域显示出 IMGT 数据库定义的 cAbBCII10 CDR 的良好覆盖率(图 2)。该方法使用 PSI-BLAST 生成 PSSM,允许使用任何蛋白质序列作为残基保守性分析的查询。IMGT 和 PSSM 定义的 CDR 的主要区别在于,IMGT 将由锚定位置界定的环结构中涉及的残基视为 CDR ,而 PSSM 仅考虑变异性。在合成文库的设计中,必须限制功能较少的随机变体部分,以减少错误折叠、聚集倾向,最重要的是确保设计的多样性不超过转化效率的限制。因此,优选保守程度较低的位置的随机化。就我们而言,超过 20 次电穿孔的总转化效率不超过 2.4×108 cfu,并且考虑到我们设计的库的理论多样性为 1.2 × 108,我们的合成文库包含 1×108变体。PSSM 的最大优点之一是它们为选择候选氨基酸以纳入 CDR 库提供了简单的指导。换句话说,在该方法中,每个位置的多样性率是基于其保守程度来控制的。因此,使用基于 PSSM 的定义来设计抗体库是有利的,特别是当使用通用框架的固定长度 CDR 库设计是研究的重点时。NNK 密码子编码除半胱氨酸和终止密码子之外的所有氨基酸,经常用于序列简并。此前,研究人员报道了使用 NNK 文库分离出针对前白蛋白和抗磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3 的纳米抗体 。这种方法伴随着许多问题,包括对某些氨基酸的密码子偏倚,以及以非功能性变体为主的非常高的理论多样性。这些问题可以通过将限制性 CDR 氨基酸库反向翻译为确定的简并核苷酸序列来部分解决。然而,找到一组特定氨基酸的简并密码子并不总是可能的。在大多数情况下,这些密码子可能编码不需要的氨基酸或丢失所需的氨基酸。因此,必须优化密码子简并性。为了实现这一目标,我们使用了 Rosetta design SwiftLib 工具,该工具优化了简并密码子库,在多个位置覆盖了所需的氨基酸库。原则上,合成文库预计会产生比免疫文库或天然文库更低的亲和力结合物。这被认为是合成文库的主要限制,这是由于筛选过程中缺乏亲和力成熟步骤造成的。然而,一些研究报告了从合成库中分离的结合物的纳摩尔或亚纳摩尔亲和力。此外,可以进行体外亲和力成熟步骤以改善粘合剂的性质。分离的结合物具有不同的亲和力和稳定性,具体取决于抗原的性质以及可变环和框架的设计。从最近的文献来看,研究人员介绍了不同的CDR设计策略。穆特尔等人。构建了一个合成的 VHH 文库 (NaLi-H1),其中所有 CDR 都是随机的。对于 CDR1 和 2,他们保留了 7 个残基长度,氨基酸库重现了自然多样性。他们将 CDR3 定义为四种长度,并允许替换所有氨基酸(半胱氨酸除外)。针对多种抗原筛选该文库得到了高亲和力结合物,其中一些已被证明具有细胞质结合作用。为了在结合表面实现适度的疏水性,Zimmermann 等人。使用氨基酸类型(带电、芳香族、极性和非极性)之间的优化平衡来进行 VHH 文库的 CDR 设计。该文库针对平衡核苷转运蛋白 1 (ENT1) 和甘氨酸转运蛋白 1 (GlyT1) 进行筛选,并分离出两个具有纳摩尔亲和力的 VHH。据作者称,之前的尝试未能发现针对这些抗原的特异性小鼠抗体或 VHH。McMahon 等人引入的另一个库。使用可用 VHH 的环晶体结构来模拟 CDR 自然多样性 7]。同样的策略也应用于 NaLi-H1 文库的设计。尽管这两个文库试图重现 CDR 库中的天然氨基酸出现情况,但由于它们允许高可变位置进行 18 个氨基酸取代,因此它们的理论多样性仍然高于可实现的水平。由于 PSSM 是通过迭代 BLAST 生成的,因此它们可以计算任何残基中每个氨基酸的替换的特定分数。从这个意义上说,PSSM 可以为 CDR 中的每个位置提供更受限制且同时更具功能性的氨基酸组。在本研究中,我们根据 PSSM 对 CDR3 区域内的 13 个氨基酸位置进行了随机化,并为具有最高变异性的位置定义了最多 7 个氨基酸取代。当设计的文库针对 rfVII 进行筛选时,观察到 150 倍的富集率。此外,我们能够针对不同的靶标(人凝血因子 VIII;数据未显示)将文库富集超过 200 倍。分离的单克隆VHH表现出可接受的针对rfVII的结合特性,解离常数范围为2.6 × 10-7至1 × 10-8。VHH 纳米抗体因其易于在细菌中表达、生产成本低、尺寸小且稳定而成为传统抗体的有前景的替代品。在本研究中,我们证明可以使用基于 PSI-BLAS 的简单生物信息学方法生成功能性合成噬菌体展示库。我们的研究结果表明,以这种方式设计合成文库可以产生具有可接受的结合能力的特异性结合物。参考文献:
1. Design and construction of a phage-displayed Camelid nanobody library using a simple bioinformatics method3. Monoclonal Antibodies: A Review 4. A guide to: generation and design of nanobodies西安迈博睿生物科技有限公司致力于一站式的CRO技术开发,包括:抗体定制开发、重组蛋白定制、生物偶联、检测方法开发、科研项目整包等服务。公司名称(中): 西安迈博睿生物科技有限公司公司名称(英): Mabioway Biotech Co., Ltd. Xian, China联系方式: +86-153-3906-9646E-mail: info@mabioway.cnhttp://www.mabioway.com/ 合肥科生景肽生物科技有限公司成立于2018年,目前已经打造了全球领先的以肽为核心的生命分子发现、合成生产、结构优化、递送平台,主要瞄准肽发现及靶向递送,专注于为各大制药企业、生物技术公司、科研单位提供一站式的定制化研发服务。 公司独有的KPDS™平台(KS-V Peptide Discovery Services Platform)是国际领先的的多肽药物发现平台,我们致力于创新药物的高效和精准开发,以科生景肽专有KPDS技术为核心,提供一站式,定制化的多肽发现服务,以灵活的产品形式和服务模式助力广大客户各类药物发现项目的快速推进和应用探究,包括但并不限于疾病诊断及保健功能产品、多肽药物、核素偶联药物(RDC)、基于小分子的肽药物偶联物(PDC)和多功能肽偶联物等。 中文官网地址:https://www.ks-vpeptide.com.cn/ 英文官网地址:https://www.ks-vpeptide.com© 版权声明
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