抗体融合蛋白、重组蛋白和重组抗体

出处:德泰生物
作者:
德 泰生物
日 期:2021-12-15
编辑:天涯海

抗体融合蛋白(Ig融合蛋白)是指在基因水平上将目的基因同免疫球蛋白部分片段基因相连,下载并在真核或原核表达系统中表达的重组蛋白。抗体融合蛋白具有 抗体的特性及融合功能蛋白的活性,可广泛应用于免疫诊断、免疫治疗、抗体纯化及抗体和抗原的定量分析等,特别可用于免疫导向药物的制备。根据结合的Ig片 段的不同,可以将抗体融合蛋白分为Fab融合蛋白、Fc融合蛋白与单链抗体(scFv)融合蛋白。

结构
Fab融合蛋白、单链抗体融合蛋白
研究表明,抗体可变区的N端空间结构上与互补决定区(CDR)形成的抗原结合部位十分接近,有的抗体可变区N端残基甚至直接参与抗原结合部位的形成,如果 将效应蛋白与抗体片段的N端结合,可能对抗体可变区的空间构型造成较大影响,从而降低抗体与抗原的结合能力。因此,通常将蛋白与抗体片段的C端进行结合, 形成抗体融合蛋白。

Fc融合蛋白

Fc融合蛋白在结构上是将抗体的Fc区与功能蛋白进行融合,可将Fc的N端或C端与目的基因进行融合。根据结合蛋白的不同,可以有多种构型(如下图)。

Fc融合蛋白的结构



作用原理
含有抗体可变区的抗体融合蛋白
Fab融合蛋白与scFv融合蛋白含有抗体的可变区,可以进行抗原-抗体反应,其作用原理为利用抗体-抗原特异性结合的特性,通过这种特性的引导,将具有 生物活性的蛋白靶向引导至细胞的特定部位,进而发挥一定的生物效应,也就是所谓的“生物导弹”。

含可变区的抗体融合蛋白作用原理



不含抗体可变区的抗体融合蛋白作用原理

不含抗体可变区的抗体融合蛋白
该类融合蛋白含有的抗体功能区为Fc区,不能进行抗原-抗体反应,Fc段的作用为延长药物在血浆内的半衰期、增加融合蛋白的稳定性等。Fc融合蛋白药理作 用的发挥依赖于功能蛋白部分,利用受体-配体之间的相互作用产生一系列的生物学效应。

抗体融合蛋白制备
最初抗体融合蛋白制备的方法为化学交联法,但这种方法制备的抗体融合蛋白组成不均一、性能不稳定、免疫源性大,随着基因工程技术的发展,该技术已被淘汰。 目前主要利用基因工程技术来进行抗体融合蛋白的制备。其制备原理为:将抗体基因与目的蛋白基因通过一段接头序列(linker)进行链接,然后将链接产物 亚克隆至载体中,并用原核或者真核表达系统进行表达。

制备抗体融合蛋白过程中,一个关键的问题是两蛋白间的接头序列( Linker )的长度,linker的长短对蛋白质的折叠和稳定性非常重要。如果接头序列太短,可能影响两蛋白高级-结构的折叠,从而相互干扰;如果接头序列太长,又 涉及免疫原性的问题。

抗体融合蛋白与双特异性抗体
抗体融合蛋白是将抗体的部分片段与目的蛋白进行融合表达得到的重组蛋白,若将两个具有不同抗原特异性的抗体片段连接至同一蛋白,即可得到双特异性抗体。

单克隆抗体与抗体融合蛋白区别



重组蛋白表达系统
重组蛋白有很多的应用,包括抗原制备,蛋白相互作用,酶学分析,及药物靶点研究。选择合适的蛋白表达系统,对下游蛋白的应用有重要影响。蛋白功能,产率, 成本是优先考虑的几个因素。



附录:重组蛋白表达系统对比表



重组抗体
重组抗体是利用基因重组技术,在体外合成基因并表达得到的单克隆抗体。杂交瘤技术生产抗体需要免疫,受到个体健康状况,免疫状 态等因素影响,生产的抗体一致性重复性差。另外,动物源的抗体经常引起患者的免疫反应,限制了它们作为临床疗法的用途。相比之下,重组单抗具有多种优势:

- 周期短:重组抗体生产周期为6~8周,而杂交瘤抗体制备需4~6个月
- 免疫原性低:不需要免疫,规避了由鼠源单克隆抗体引发的人体免疫反应
- 一致性好&可重复性高:重组抗体的基因是确定的,因此制备的抗体重复性好且批次间差异小
- 基因工程改造:重组抗体可以进行重组改造,包括抗体片段表达,同型置换,嵌合抗体,抗体人源化等
- 大量制备抗体:重组抗体可以快速实现抗体的大量制备,不需要使用动物,因此克服了对动物的伦理问题

重组抗体表达
重组抗体领域包括多种形式,如全长抗体,scFv、Fab片段,单域抗体(sdAb),纳米抗体,嵌合抗体及多样化的Fc融合 蛋白等,各个抗体的性能及应用领域略有不同。




备注:
德泰生物致力于为客户提供高纯度、低成本的活性重组蛋白,包括各类受体、细胞因子、生长因子、转录因子、激素、酶、毒性蛋白、病毒抗原等,满足客户下游科 研实验研究的需求。德泰拥有先进的蛋白表达技术及丰富的蛋白表达经验,完成了多种正常条件下不表达、难表达、表达量低的蛋白的制备。