抗體融合蛋白

抗體融合蛋白(Ig融合蛋白)是指在基因水平上將目的基因同免疫球蛋白部分片段基因相連,下載并在真核或原核表達系統中表達的重組蛋白。抗體融合蛋白具有抗體的特性及融合功能蛋白的活性,可廣泛應用于免疫診斷、免疫治療、抗體純化及抗體和抗原的定量分析等,特別可用于免疫導向藥物的制備。根據結合的Ig片段的不同,可以將抗體融合蛋白分為Fab融合蛋白、Fc融合蛋白與單鏈抗體(scFv)融合蛋白。

結構

Fab融合蛋白、單鏈抗體融合蛋白
研究表明,抗體可變區的N端空間結構上與互補決定區(CDR)形成的抗原結合部位十分接近,有的抗體可變區N端殘基甚至直接參與抗原結合部位的形成,如果將效應蛋白與抗體片段的N端結合,可能對抗體可變區的空間構型造成較大影響,從而降低抗體與抗原的結合能力。因此,通常將蛋白與抗體片段的C端進行結合,形成抗體融合蛋白。

Fc融合蛋白

Fc融合蛋白在結構上是將抗體的Fc區與功能蛋白進行融合,可將Fc的N端或C端與目的基因進行融合。根據結合蛋白的不同,可以有多種構型(如下午)。

Fc融合蛋白的結構

圖1:Fc融合蛋白的構型

作用原理

含有抗體可變區的抗體融合蛋白
Fab融合蛋白與scFv融合蛋白含有抗體的可變區,可以進行抗原-抗體反應,其作用原理為利用抗體-抗原特異性結合的特性,通過這種特性的引導,將具有生物活性的蛋白靶向引導至細胞的特定部位,進而發揮一定的生物效應,也就是所謂的“生物導彈”。

含可變區的抗體融合蛋白作用原理

圖2:Fab/scFv合蛋白作用原理

不含抗體可變區的抗體融合蛋白作用原理

圖3:Fc融合蛋白作用原理

不含抗體可變區的抗體融合蛋白
該類融合蛋白含有的抗體功能區為Fc區,不能進行抗原-抗體反應,Fc段的作用為延長藥物在血漿內的半衰期、增加融合蛋白的穩定性等。Fc融合蛋白藥理作用的發揮依賴于功能蛋白部分,利用受體-配體之間的相互作用產生一系列的生物學效應。

抗體融合蛋白制備

最初抗體融合蛋白制備的方法為化學交聯法,但這種方法制備的抗體融合蛋白組成不均一、性能不穩定、免疫源性大,隨著基因工程技術的發展,該技術已被淘汰。目前主要利用基因工程技術來進行抗體融合蛋白的制備。其制備原理為:將抗體基因與目的蛋白基因通過一段接頭序列(linker)進行鏈接,然后將鏈接產物亞克隆至載體中,并用原核或者真核表達系統進行表達。

制備抗體融合蛋白過程中,一個關鍵的問題是兩蛋白間的接頭序列( Linker )的長度,linker的長短對蛋白質的折疊和穩定性非常重要。如果接頭序列太短,可能影響兩蛋白高級-結構的折疊,從而相互干擾;如果接頭序列太長,又涉及免疫原性的問題。

抗體融合蛋白與雙特異性抗體

抗體融合蛋白是將抗體的部分片段與目的蛋白進行融合表達得到的重組蛋白,若將兩個具有不同抗原特異性的抗體片段連接至同一蛋白,即可得到雙特異性抗體

單克隆抗體與抗體融合蛋白區別

單克隆抗體 抗體融合蛋白
結構 Y型 具有多種結構
制備方法 雜交瘤技術/基因重組 基因重組
表達系統 真核系統/原核系統 真核系統/原核系統
作用原理 特異性識別抗原,Fc段引起ADCC、ADCP、CDC等作用。 功能蛋白與靶分子間的受體-配體的相互作用。

表1:單克隆抗體與抗體融合蛋白比較

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