1.什么是酵母展示平臺
酵母展示(或酵母表面展示)是一種強大的蛋白質工程技術,它是用整合到酵母細胞壁中的重組蛋白的表達來分離和工程化抗體。自 2000 年首次發表以來,酵母表面展示已被廣泛用于設計各種蛋白質以提高親和力、特異性、表達、穩定性和催化活性。
2.酵母展示原理
酵母抗體展示技術(Yeast Display Technology)是指用抗體序列可變區與凝集素Aga2p融合表達,Aga2p蛋白亞基通過兩個二硫鍵與固定在酵母細胞壁上的Aga1p 蛋白亞基結合,結合流式分選技術,將靶向抗原的特異性抗體給篩選出來。
圖1:酵母文庫展示示意圖
3.納米抗體
納米抗體(Nanobody, Nbs)是駝科動物外周血清產生的一種單鏈抗體,這些抗體僅由重鏈組成,缺乏輕鏈和功能性CH1和CH4結構域。VHH晶體為2.5nm,長4nm,分子量只有15KDa。相較于傳統抗體,納米抗體因其分子量小,從而更容易可穿透血腦屏障;原核或真核系統有高表達量;特異性強,親和力高;對人的免疫原性弱等優點,因此在抗腫瘤藥物研發、心腦血管疾病、免疫疾病等領域有巨大價值。
圖2:納米抗體的3D結構
4.納米抗體酵母展示優缺點
4.1優點
(1)酵母作為真核表達系統,可以進行翻譯后修飾來表達和折疊復雜的真核蛋白;
(2)相對噬菌體展示文庫技術而言,酵母展示技術在微量抗體表達后抗體活性要高,得益此基礎,在流式篩選時就能區分抗體的親和力高低;
(3) 插入異源蛋白不會破壞表面蛋白的結構,也不會影響表面展示的效率。
4.2缺點
(1)相比于噬菌體展示技術,酵母展示庫容量較低,因此主要應用于客戶對項目庫容要求不高,動物免疫后PBMC細胞經過二次分選以及避免漏掉二硫鍵形成的抗體發現項目;
(2)由于酵母表面存在多個蛋白質拷貝,可能會發生與寡聚蛋白靶標不希望的多價結合。
5.酵母抗體展示應用
隨著這項技術的不斷完善,現在酵母展示的應用包括酶工程;蛋白質表位作圖、蛋白質-蛋白質相互作用的鑒定、免疫生物催化和生物傳感器,以及用于生物技術和生物醫學應用的酵母細胞上蛋白質和酶的展示。
6.泰克生物能夠提供酵母抗體展示技術服務
泰克生物能夠為客戶提供高質量的納米抗體酵母展示服務,主要服務流程如下:抗原準備,羊駝免疫,PBMC分離,RNA提取,cDNA制備,文庫構建,文庫篩選,抗體表達。
圖3:酵母抗體展示文庫流程圖
5.1抗原制備
5.1.1密碼子優化+基因模板合成+表達載體構建;
5.1.2質粒抽提+轉染(哺乳表達系統)目的蛋白檢測(WB,SDS-PAGE);
5.1.3蛋白表達放大+蛋白親和純化。
5.2動物免疫
5.2.1動物免疫4次,加強免疫一針,共計免疫5針;
5.2.2免疫前采集陰性血清,第4針采血進行ELISA檢測血清效價;
5.2.3若第4針血清抗體效價(蛋白抗原>10^5;多肽抗原>10^4)滿足要求,則采血前7天再次加強免疫1針,如不滿足要求,則繼續常規免疫;
5.2.4效價合格,采血(>100ml)分離單核細胞。
5.3 cDNA制備
5.3.1 PBMC總RNA提取(參照RNA提取試劑盒);
5.3.2高保真RT-PCR制備cDNA(參照反轉錄試劑盒)。
5.4文庫制備
5.4.1以cDNA為模板,兩輪PCR擴增VHH基因;
5.4.2酵母表達質粒構建與轉化: VHH基因拼接酵母展示載體,電擊轉化酵母宿主菌,構建抗體庫,電擊次數不低于10次;
5.4.3鑒定:隨機挑選24個克隆,PCR鑒定陽性率+PCR鑒定多樣性+插入率。
圖4:VHH陽性率:>90%
5.5文庫篩選
5.5.1磁珠分選;
5.5.2 FACS分選(免疫雙標分選);
5.5.3鋪板+陽性克隆菌培養+抗體基因測序;(>20個,多達96個)。
5.6抗體表達
5.6.1將獲得的抗體序列構建合適的表達載體(哺乳表達)進行表達+親和純化+抗體蛋白定量。
