抗體片段Fab

什么是Fab?

下載Fab片段(Fragment of antigen binding)也叫做抗原結合片段,是抗體結構中可以與抗原結合的區域。Fab片段由一條完整的輕鏈與重鏈的VH和CH1結構域(Fd段)組成,分子量約5×104。輕鏈與重鏈均存在一個恒定區與一個可變區,輕重鏈間存在二硫鍵鏈接。
目前,Fab抗體片段可以在實驗室制備出來。在木瓜蛋白酶的作用下,人免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,IgG)可以被降解為兩個Fab片段及一個Fc片段(fragment crystallized, 結晶片段);在胃蛋白酶的額作用下,IgG可以被降解為一個F(ab’)2片段和一個pFc’片段。F(ab’)2片段可以進一步被還原,形成兩個Fab’片段。

Fab 抗體結構

酶解法制備Fab、Fab’以及F(ab’)2

Fab片段制備

目前有酶解法、利用表達系統制備以及利用噬菌體展示技術進行抗體庫篩選等方法進行Fab片段的制備。酶解法通常用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶等酶對人免疫球蛋白G進行降解,得到F(ab’)2,Fab,Fc片段等產物;利用表達系統生產Fab片段,通常利用大腸桿菌表達系統與哺乳動物表達系統。大腸桿菌表達系統具有生產成本低、生產速度快等優點,但容易形成包涵體,復性后活性難保證,有可能會影響實驗研究。用哺乳動物系統表達Fab抗體片段,可以順利的形成二硫鍵,更接近天然Fab結構,活性也更高,可以更好的應用于下游科研研究,是優于大腸桿菌表達系統的選擇。利用噬菌體展示技術,先制備Fab片段抗體庫,在經過數輪的篩選富集,即可得到高親和性的Fab抗體。

Fab抗體片段的純化

對IgG進行酶解后,可以得到Fab片段與Fc片段的混合物。可用protein A對混合物進行純化,蛋白A可以和混合物中的Fc段特異性結合,最終被洗脫,從而達到純化的目的。

在表達系統表達出Fab片段后,可以在分子的C端加6個His標簽,用親和層析技術對表達后的產物進行純化。

Fab片段的發展與應用

和單抗的發展歷程一樣,Fab的發展經歷了鼠源性(murine)、嵌合性(chimeric)、人源化(humanized)和全人源單抗性(human monoclonal antibody)四個階段。嵌合Fab片段是由鼠源可變區和人源恒定區組成,人源化Fab片段是由鼠源CDR和人源框架區組成。

與完整的IgG相比,Fab片段缺少Fc段,雖然能與抗原選擇性結合但不會發生沉淀反應;由于自身免疫原性低,不能被活體的免疫細胞識別,因此能顯著降低超敏性反應發生的概率,提高產品的安全性。Fab類抗體片段具有分子質量小、組織分布特異性強、免疫原型低、可基因工程操作等特點,使Fab成為了醫藥研究領域的重要成員之一,Fab類藥物在預防、診斷、治療等領域有著廣泛的應用。

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