Plant Antibody|植物基因功能研究的“螺旋槳”-null-資訊-生物在線

Plant Antibody|植物基因功能研究的“螺旋槳”

作者:北京索萊寶科技有限公司 2021-05-17T00:00 (訪問量:4786)

?在中國,真正的思想家是門衛大爺,因為他每次都要問你哲學上的三個終極問題:“你是誰?”“你從哪里來?”“你要到哪里去?”。這三個問題不僅僅是門衛大爺在想,哲學家,科學家也都在思索與追溯。本著跟門衛大爺學習的態度,今天跟大家追溯的是索萊寶公司在做,植物領域科學家們用來進行植物基因功能研究的“螺旋槳”——植物抗體(Antibody for Plant Research)。

?

植物抗體的三個終極問題

◆ 植物抗體是什么?

?

植物抗體是植物細胞自身合成與分泌的物質嗎?還是動物細胞合成與分泌的物質,可用于特異性結合植物蛋白或多肽等?

答案顯然是后者。雖然植物具有和人/動物類似的先天免疫系統(innate immune system),比如PTI、ETI,但是還沒有研究報道,植物擁有類似于人/動物的獲得性免疫系統(adaptive immune system)。尤其是,還沒發現類似于人/動物B淋巴細胞或漿細胞的植物細胞,因而植物不能同人或動物那樣產生并分泌抗體。


圖1? 植物抗體分子結構模型

一般而言,抗體是人體或脊椎動物獲得性免疫系統中漿細胞產生的免疫球蛋白,其產生需要細菌、病毒、植物蛋白等抗原物質的誘導與刺激,是由兩條相同的重鏈與兩條相同的輕鏈構成的“Y”字形結構分子(如圖1)。那么植物抗原與植物抗體的關系是怎樣的呢?我們知道,目前世界各地都在為獲取充足的新冠疫苗而努力,使人體產生對抗新冠病毒的抗體,因而,植物抗原與植物抗體的關系就如同COVID-19滅活疫苗與人體分泌的COVID-19抗體。要想進一步深入理解植物抗體是什么,還有賴于對后面兩個終極問題的認識與理解。

?

◆ 植物抗體從哪里來?

?

正如注射新冠疫苗使人體產生對抗病毒的抗體,植物抗體的獲得同樣需要制備植物蛋白或多肽等,用于免疫動物(小鼠、兔子等),使其合成并分泌對抗對應的植物抗原的抗體。那么植物抗體產生的一般過程又是怎樣的?

首先,根據植物基因/蛋白注釋數據庫(比如,Uniprot、NCBI、TAIR、MSU-RGAP、Gramene等),獲取對應的植物蛋白/多肽的全長氨基酸序列及其相關信息(比如,同源蛋白、可變剪切體、亞細胞定位、信號肽、跨膜結構域、修飾化位點等)。利用Swiss-Model、TMHMM、IEDB、abcpred、AbDesigner、DNAstar等軟件與分析工具,預測蛋白質三維結構并獲取抗原表位信息,從而選擇與設計出具有較強抗原性的氨基酸序列片段,用于制備重組蛋白(長度>100 aa;通常利用E.coli等原核生物表達產生)或合成多肽(長度10-22 aa)并與載體耦聯(如KLH-多肽)。



圖2? 植物抗體制備流程(鼠單抗或兔多抗)

以上述重組蛋白或KLH-多肽等作為植物抗原(或免疫原),對小鼠或兔子等動物進行注射免疫,以獲取特異性植物抗體。通常選擇小鼠用于制備單克隆抗體,選擇兔子、羊等用于制備多克隆抗體。與多克隆抗體制備所不同的是,單克隆抗體需要效應B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的過程,以獲得具有無限增殖能力的雜交瘤細胞;并進行亞克隆篩選,獲取可產生單克隆抗體的陽性細胞株;然后將陽性細胞株注射到小鼠腹腔,以誘生大量單克隆抗體;隨后大量采集小鼠腹水,從中分離、純化抗體,并對抗體的質量與應用范圍進行驗證評估。而多抗制備則是在動物免疫后,采集分離血清,分離純化抗體,并做應用驗證即可。

?

◆ 植物抗體要到哪里去?

?

從新冠肺炎康復患者體內分離的血清可用于治療新感染COVID-19的病人,換言之,COVID-19抗體可以用于抵抗與消滅新冠病毒,避免感染新冠肺炎。然而,制備植物抗體的目的,卻并不是用于或為了消滅植物蛋白或多肽等。在科研領域內,最直接目的是用于識別與鑒定植物蛋白,以實現目的蛋白質的定性/定量、亞細胞定位、蛋白質互作、蛋白質與核酸互作等(可繼續關注后續推文分享~),因而,植物抗體一般被用于WB、IP/Co-IP/IP-MS、Pull-down、免疫金標記、CHIP/CHIP-seq、ELISA等實驗中。

?

圖片

下面以水稻線粒體蛋白ATP合酶β亞基(AtpB | Beta subunit of ?ATP synthase)為例,介紹索萊寶公司自產的一支植物抗體anti-AtpB的誕生過程:


背景介紹

線粒體內膜表面有一層規則間隔排列著的球狀顆粒,稱為ATP酶復合體,即ATP合酶,是ATP(生命活動的能量“貨幣”)合成的場所。它主要由伸在膜外的親水部分F1(α3β3γδε亞基)和嵌入膜內的疏水部分F0(a1b2c9-12亞基)兩部分組成(圖3)。


圖3? ATP合酶及ATP合成

在水稻中,ATP合酶β亞基的編碼基因為LOC_Os05g47980,由9個exons與8個內含子構成,CDS全長為1659 nt,蛋白長度552 aa,其亞細胞定位于線粒體內膜。利用Swiss-Model預測其蛋白三維結構(圖4),IEDB等預測抗原表位密集的肽段,選擇并設計目標序列片段,用于重組蛋白表達,表達得到的蛋白免疫小鼠,以制備單克隆抗體。


圖4? 水稻AtpB的基因結構

及蛋白的亞細胞定位與3D結構預測模型

?

抗體制備及抗體Anti-ATPB信息

索萊寶公司根據MSU-RGAP與Uniprot注釋的基因/蛋白序列信息,將設計出具有較強抗原性的序列片段通過原核生物表達獲得重組蛋白,然后以此作為免疫原,對小鼠進行免疫,并將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,篩選獲得單克隆雜交瘤細胞,最終生產純化獲得高效價的單克隆植物抗體Anti-ATPB。

貨號

P000002M

名稱

Anti-ATPB Monoclonal Antibody

for Plant

規格

50 μL;100 μL

抗體類型

鼠IgG

克隆類型

單克隆抗體

預測

分子量大小

57 KD

已驗證

交叉反應物種

水稻、擬南芥、玉米、

小麥、大豆、煙草

儲存條件

北京索萊寶科技有限公司 商家主頁

地 址: 北京市北京經濟技術開發區環科中路16號26幢3層301

聯系人: 索萊寶-龔思雨

電 話: 010-50973130

傳 真:

Email:3193328036@qq.com

相關咨詢
ADVERTISEMENT