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單克隆抗體表位作圖用途及原理

時(shí)間:2021-10-08 作者:市場(chǎng)部 文章來(lái)源: 瀏覽:1219

技術(shù)背景:

單克隆抗體技術(shù)的出現(xiàn),促進(jìn)了免疫學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,該技術(shù)廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,已成為重要的臨床診斷手段和有效的藥物治療方法, 特別是治療性單克隆抗體已成為近幾年來(lái)生物制藥業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一, 同時(shí),也為一些新技術(shù)提供了基礎(chǔ)平臺(tái),如抗體偶聯(lián)藥物、雙特異性抗體及新興的CAR-T細(xì)胞治療等。單克隆抗體作為一種治療惡性腫瘤和炎癥性疾病的被動(dòng)免疫制劑進(jìn)入臨床使用,再進(jìn)一步發(fā)展至其他領(lǐng)域,包括神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如阿爾茲海默病等)及自身免疫疾?。ㄈ缂t斑狼瘡等)。
  抗體功能取決于其與靶抗原結(jié)合的表位,表位是抗原的一部分,與抗體的可變區(qū)結(jié)合,與不同表位結(jié)合發(fā)揮特定的功能,這些功能可能表現(xiàn)為抑制活性或激活某個(gè)信號(hào)等。單克隆抗體的表位分析能促進(jìn)抗體治療的發(fā)展,指導(dǎo)疫苗的設(shè)計(jì),評(píng)估免疫者體內(nèi)保護(hù)性抗體的反應(yīng),或是定位抗菌劑作用于病原微生物的靶點(diǎn)。單克隆抗體與相應(yīng)抗原的反應(yīng)性決定于其所識(shí)別的抗原表位,確定相應(yīng)表位在抗原結(jié)構(gòu)上的位置是單克隆抗體篩選中關(guān)鍵步驟。同時(shí),可進(jìn)一步分析這類表位的差異,正確評(píng)價(jià)單克隆抗體的特異性和交叉反應(yīng)性,可用于評(píng)價(jià)某抗原表位是某種菌株不同血清型的共同表位,還是特異表位。
  隨著抗體技術(shù)的發(fā)展,抗原表位分析顯得尤為重要,由于單克隆抗體具有高度均一性及對(duì)靶分子的高親和性、特異性,已廣泛應(yīng)用于自身免疫性疾病、炎性疾病和癌癥的治療。單克隆抗體與相應(yīng)抗原的反應(yīng)性決定于其所識(shí)別的抗原表位,確定相應(yīng)表位在抗原結(jié)構(gòu)上的位置是單克隆抗體篩選中的關(guān)鍵步驟。現(xiàn)在幾種單克隆抗體表位的分析方法,包括ELISA法、生物酶解法及化學(xué)切割法、噬菌體隨機(jī)肽庫(kù)、X-射線晶體學(xué)、丙氨酸掃描、氫氘交換質(zhì)譜(hydrogen/deuteriumexchange mass spectrometry, HDX-MS)、生物信息學(xué)表位預(yù)測(cè)方法等等,艾柏森公司基于多種成熟的技術(shù)平臺(tái),提供完善多樣的單克隆抗體表位作圖技術(shù),包括幾種單克隆抗體表位的分析方法,客戶可有X-射線晶體學(xué),肽庫(kù),LC-MS,三維電鏡,生物信息學(xué)預(yù)測(cè)多種選擇。

技術(shù)原理:

蛋白質(zhì)抗原被降解為小片段,經(jīng)測(cè)序后確定抗體結(jié)合的位點(diǎn)。雖然其結(jié)果在蛋白化學(xué)中是非常wanmei的例子,但是要確定某一抗原的全部表位需要大量的時(shí)間。分子克隆技術(shù)和肽鏈合成方法的進(jìn)展極大地促進(jìn)了表位作圖方法的改進(jìn)?,F(xiàn)已可以通過(guò)誘變、蛋白質(zhì)合成或蛋白競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合方法鑒定其表位。此外,表位序列測(cè)定的應(yīng)用對(duì)抗體結(jié)合表位的分析具有顯著的優(yōu)越性。表位作圖方法也可用在其他方面的研究,如蛋白質(zhì)功能活性的定位,以及特殊標(biāo)志的結(jié)合區(qū)分析。通過(guò)重組cDNA克隆的Tn5轉(zhuǎn)座子誘變技術(shù)獲得的瘧原蟲(chóng)表面抗原表位作圖。

表位分類:

表位可根據(jù)其功能的不同分為兩種不同類型:

①線性表位(linear):為小的線狀肽鏈序列,約為5~20個(gè)氨基酸;

②構(gòu)象表位(conformational):由蛋白折疊而形成的較大的區(qū)域??乖贵w結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)研究表明存在兩種類型的表位。

線性表位的抗體結(jié)合位點(diǎn)與其氨基酸側(cè)鏈骨架之間形成了較強(qiáng)的多樣性結(jié)構(gòu),并與相鄰的肽鏈序列連接在一起,這些表位也被稱為連續(xù)性表位。事實(shí)上線性表位需要某些局部的結(jié)構(gòu)變形或?yàn)榫o密的、但并非連續(xù)的氨基酸序列,如那些兼性螺旋結(jié)構(gòu)。因此,所謂線性表位的描述是不夠確切的。所有與抗體結(jié)合位點(diǎn)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu),均位于一個(gè)肽鏈片段之中。而來(lái)自于該片段之外的其他序列,對(duì)于抗體結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)成并非重要。

構(gòu)象表位宜對(duì)較大的蛋白區(qū)表位作圖。這些表位表現(xiàn)出側(cè)鏈間的相互作用,雖然在折疊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中構(gòu)象表位彼此非常靠近,但其間被較長(zhǎng)的線性序列相互隔開(kāi)。連續(xù)性表位或接近連續(xù)性的氨基酸序列對(duì)蛋白質(zhì)的降解作用有抵抗能力。而那些非連續(xù)性表位結(jié)構(gòu)在蛋白質(zhì)未能折疊的情況下將會(huì)失去活性,這也是兩種不同表位在功能上不同的關(guān)鍵所在。

在免疫印跡反應(yīng)中,抗體能夠識(shí)別耐蛋白降解的表位,它們?cè)诘鞍卓乖系慕Y(jié)合位點(diǎn)能夠被精確地定位,直到很小的肽鏈片段。

構(gòu)象表位的精確定位極為困難。競(jìng)爭(zhēng)性試驗(yàn)可用來(lái)確定2個(gè)或2個(gè)以上的抗體是否識(shí)別相同的蛋白質(zhì)抗原空間不連續(xù)表位或重疊位點(diǎn)。大分子蛋白質(zhì)常含有50—100個(gè)氨基酸組成的不連續(xù)折疊構(gòu)象。因此,利用重組DNA技術(shù),可以定位那些構(gòu)象性表位,至少可以確定其肽鏈片段。

用途:

檢測(cè)免疫反應(yīng)特異性或不同抗體的鑒別;

用來(lái)確定蛋白質(zhì)的特性:如蛋白質(zhì)的位點(diǎn)、蛋白質(zhì)片段的來(lái)源以及蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位。