纳米抗体研究进展-免疫学讲解学习.ppt

纳米抗体研究进展-免疫学 研究背景 由重链可变区（VH）组成的抗原结合片段，体积约为完整抗体的 1/12。 抗原亲和力低，易聚集 1993年—纳米抗体（Nb/VHH抗体）： 晶体结构直径2.5ｎｍ、长4ｎｍ，相对分子质量小于 15 kDa。 具有水溶性和构象稳定性，特异的抗原结合能力和高亲合力 1994年—第一个 Nb 的氨基酸序列测定 进入Nb 结构、特性和生产、应用的探索与开发研究阶段 1989年—单域抗体（Sdab）： 骆驼 Sdab 抗体技术应用广泛 新型基因工程抗体不断出现 抗体小型化 纳米抗体 发现 性质研究 工程技术 技术优化 市场应用 纳米抗体的结构 Nb体积很小,为普通抗体的十几分之一。 容易接近靶目标表面的沟、裂缝或被隐藏的抗原表位,识别许多传统抗体无法识别的抗原。 呈椭圆形,相对分子质量(M)为15 kD。 互补决定区不同 VHH的CDR1和CDR3比VH更长。 VHH的CDR3长度为16～18个氨基酸， 人和小鼠VH的平均长度分别只有14和12个氨基酸 FR2的氨基酸不同 普通抗体的FR2中V37、G44、L45和W47这4个氨基酸残基是疏水性残基，在进化中是相当保守的 VHH中，它们突变为亲水性的氨基酸残基F37、E44、R45、G47，增加了VHH的溶解性 骆驼重链抗体的VHH和人抗体重链的VH结构非常相似都含有3个高变区（HVR）和4个骨架区（FR） 微小差异不容忽视 纳米抗体的结构 为了进一步改善 Nb 活性，比如提高亲和力，延长半衰期等，可以通过短小的连接序列(Linker) 将单价 Nb 聚合在一起，转换成多价或多特异性的 Nb，也能够携带某些特定结构形成融合的Nb. 纳米抗体的特性 免疫原性 Nb缺少Fc段，从而避免补体反应，对人体的免疫原性很低。 穿透性 Nb具有强而快的组织穿透能力，能够有效的穿透血脑屏障。 生产性 利用基因工程能在酵母菌、大肠杆菌等微生物中大量表达。 理化性 溶解度高 亲水氨基酸取代疏水氨基酸 稳定性 Nb内部存在二硫键 37℃放置1周后能保持80%以上生物活性。 抗热性强 高于90℃的环境中长期放置，仍能重新获得生物活性。 抗原结合性 Nb的CDR3较长，形成稳定的凸形结构，可深入抗原内部更好地结合抗原。 不仅可结合小分子半抗原和肽，还可结合大分子蛋白和病毒。 纳米抗体的制备 应用免疫学和基因工程等技术 从骆驼体内分 离 出 重 链 抗 体 提取总 RNA 反转录获得模板 根据重链抗体保守区域设计引物 PCR 法扩增获得全套VHH 克隆至载体 体外表达获得多种单价Nb 的抗体库 多次筛选得到抗原特异的 Nb 纳米抗体的制备 克服了常规噬菌体抗体库的库容与多样性的局限 抗体库 噬菌体天然抗体库 抗原倾向性抗体库 是从未经免疫的骆驼 B 淋巴细胞中扩增得到抗体的 V 区基因，随后重组到噬菌体中形成的抗体库。 特异性相对较低 只有库容足够大(109–1010) 时才可能筛选到高亲和力的抗体 缺陷 库容量比天然库低，但抗体库中能够识别特定抗原的特异性功能抗体较高，易于筛选到高亲和力的目的抗体。 该类库的最大缺陷在于对每一个新抗原都必须重新建库，工作量比较大。 缺陷 重排、位点变异、转化效率不高 合成/半合成抗体库 核糖体展示抗体库 基于三联核苷酸突变技术 基于体外翻译技术 纳米抗体在食品领域的应用 纳米抗体在食品科学领域，如食品毒理学研究、食品分析检测等方面的研究和应用较晚，但已成为新的研究热点。 食品中毒的解毒 Nb能与细菌结合，抑制细菌产酶的活性，从而起到一定的治疗作用。 Nb还可以中和细菌毒素、蛇蝎毒素。 食品污染物的脱毒 应用纳米粒子的表面效应可对饲料中AFT进行脱毒处理，能有效降低AFT的危害。 可以运用纳米抗体的表面效应进行食品及原料中污染物的脱毒研究。 食品检测 制备出抗黄曲霉毒素B1的小分子功能抗体ScFv片段，利用该ScFv片段可以检测酱油中的黄曲霉毒素B1。 Nb可以在体内或体外控制蛋白构象。可以利用纳米抗体增强荧光强度来提高食品检测的灵敏性。