抗人CD19单链抗体基因的构建、表达及功能测定

采用RT-PCR方法从分泌抗人类白细胞表面分化抗原CD19单克隆抗体的杂交瘤细胞中克隆出V_H和V_L可变区基因,再通过重叠延伸拼接（spliceoverlap extension）PCR方法在V_H和V_L可变区基因之间引入连接肽(Gly4Ser)3,体外构建抗人CD19单链抗体（抗CD19-ScFv）基因。将其克隆至表达载体PET28a并在大肠杆菌中表达。SDS-PAGE和Westernblot分析结果表明,抗CD19-ScFv在BL21（DE3）菌中获得表达,重组蛋白的相对分子量为27kD,表达产物以不溶性包涵体形式存在,经过溶解包涵体,镍柱亲和层析纯化和体外复性过程,获得了高纯度的单链抗体片段。流式细胞分析结果证实抗CD19ScFv可与人类白细胞表面的分化抗原CD19结合,保留了鼠源性单抗与CD19结合活性。抗人CD19-ScFv的构建与表达,为下一步针对B淋巴系统恶性肿瘤的靶向治疗奠定了基础。     

抗松材线虫纤维素酶单链抗体库的构建及筛选

构建鼠源性松材线虫纤维素酶（Bursaphelenchus xylophilus cellulase, BXC）的噬菌体单链抗体库,从中筛选特异性BXC的单链抗体。以BXC为抗原免疫BALB/C小鼠,从脾脏提取总RNA,用RT-PCR技术扩增小鼠抗体重链（V_H）和轻链(V_L)可变区基因。经重叠PCR(SOE-PCR)在体外将V_H和V_L连接成单链抗体(scFv)基因,并克隆到噬菌粒载体pCANTAB5E中,电转化至大肠杆菌TG1,经辅助噬菌体超感染,成功构建了库容为5×10⁴的Anti-BXC单链抗体库,并从该抗体库中初步筛选到了特异性识别BXC的噬菌体单链抗体scFv。将表面展示单链抗体的单克隆噬菌体转化大肠杆菌HB2151进行可溶性表达,SDS-PAGE及Western blot分析结果显示,可溶性scFv获得表达,且与BXC具有结合活性,为松材线虫的检验检疫以及病理学研究奠定了基础。     

抗CEA单链抗体与链亲和素融合基因的表达

克隆分泌CEA杂交瘤细胞重链可变区（V_H）和轻链可变区（V_L）,以Linker连接V_H及V_L构建抗CEA单链抗体.同时以Spacer连接单链抗体和链亲和素,构建成功单链抗体和链亲和素融合基因,克隆该融合基因至原核表达载体,pET21a(+),经IPTG诱导表达出该双特异性融合蛋白.活性鉴定表明该融合蛋白具有结合CEA及生物素的双特异性.该融合蛋白在生物领域中有较广阔的应用前景.     

抗CD20嵌合抗体片段Fab′突变体的表达和活性研究

利用PCR方法从抗CD20单链抗体（ScFv）表达载体上扩增抗CD20抗体轻链可变区基因（V^L）、重链可变区基因（V^H）,同时在抗体的可变区引入突变,然后将V^H、V^L基因重组到Fab′表达载体pYZF1中,构建抗CD20嵌合抗体Fab′片段表达载体,并在大肠杆菌16c9中进行高效可溶性分泌表达。经大量的筛选,获得一个产量和活性均有所提高的突变克隆。其突变位点在轻链可变区的CDR1区,即G77→A（Ser→Asn）。突变的抗体的表达量为每克干菌3.8 mg,而未突变抗体的表达量为每克干菌1.3 mg。突变体的亲和力常数K_a为2.2×10⁹ L/mol,约为突变前的2倍。竞争性免疫荧光抑制实验表明,突变的Fab′片段能竞争性抑制鼠源性抗CD20抗体HI₄₇和CD20表达细胞Raji细胞的结合,使HI₄₇的结合阳性率由98%下降至37.55%,体外细胞生长抑制试验亦证明突变的Fab′片段的抑制活性明显高于未突变的抗体。     

噬菌体抗体库的构建及抗乳腺癌细胞单链抗体的筛选

构建抗人乳腺癌细胞MCF 7的噬菌体单链抗体库 ,从中筛选MCF 7细胞特异性单链抗体。用MCF-7细胞免疫BALB C小鼠 ,取脾脏 ,提取总RNA ,用RT-PCR技术扩增小鼠抗体重链 (V_H)和轻链 (V_L)可变区基因 ,经重叠PCR(SOE-PCR) ,在体外将V_H和V_{L连接成单链抗体 (scFv)基因 ,并克隆到噬菌粒载体pCANTAB5E中 ,电转化至大肠杆菌TG1,经辅助噬菌体超感染 ,构建噬菌体单链抗体库。从该抗体库中筛选特异性识别MCF-7细胞的噬菌体单链抗体 ,将表面展示单链抗体的单克隆噬菌体转化大肠杆菌TOP10进行可溶性表达。成功地构建了库容为12×10⁶ 的抗MCF-7乳腺癌细胞的单链抗体库 ,初步筛选到了与MCF 7细胞特异性结合的scFv,Westernblot检测表明 ,在大肠杆菌TOP10中实现了单链抗体可溶性表达}     

抗人CD3单链抗体与改形单域抗体的表达

设计并化学合成含有适当酶切位点及连接肽的寡核苷酸序列,与一定的背景载体连接并改造成适用于单链抗体表达的载体:外分泌型pWAI80和融合蛋白型pROH80从分泌抗人CD3单克隆抗体的杂交瘤细胞UCHT1中,经PCR扩增出轻、重链可变区基因V_H和V_K,并插入上述表达载体中构建成单链抗体基因.通过对鼠OKT3结合位点的结构模拟,并比较人、鼠抗体家族性保守序列,设计出改形OKT3的基因序列.化学法部分合成8个寡核苷酸片段,应用重叠PCR技术扩增出完整改形重链基因V_H,并克隆、酶切和测序鉴定.将所克隆V_H基因插入表达载体pCOMB3和 pGEX-4T-1中进行表达.经 IPTG诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE和 Western blot分析以及 ELISA检测,结果发现分泌型表达产物及 M13基因Ⅲ-V_H改形单域抗体融合蛋白具有与CD3单抗竞争抑制的活性;而融合型单链抗体及改形单域抗体表达产物主要以包涵体形式存在,占细菌总蛋白的 30％左右.     

乙型肝炎病毒pre-S1区中和抗体可变区的原核表达

鼠源单克隆抗体MA18/7是特异识别乙型肝炎病毒 (HBV)pre S1抗原的中和抗体。为表达MA18/7的小分子抗体 ,将MA18/7的重链可变区基因(V_H)和轻链可变区(V_L)基因分别克隆到原核表达载体pTO-T7进行原核表达。结果V_H和V_L均以包涵体的形式高效表达 ,包涵体经过变性、复性及金属离子亲和纯化后获得纯度>90%的重组抗体片段。生物传感器、竞争ELISA和间接ELISA测定均显示 ,V_H 或V_L 均不能结合相应抗原 ,但二者体外混合后可迅速非共价结合形成具有良好活性的可变区抗体Fv,表明MA18/7的抗原结合活性区由重链可变区和轻链可变区共同组成.     

全人源化抗结肠癌单链抗体基因的克隆和表达

分离大肠癌患者外周血单个核细胞 (PBMC) ,在体外用灭活的大肠癌细胞再次致敏后 ,经EBV转化 ,然后用有限稀释法克隆分泌抗大肠癌细胞抗体的B细胞 ;多次PCR扩增和克隆其抗体可变区基因 (V_H/V_LcDNA) ,并用编码 (Gly₄Ser)₃ 的互补序列连接成ScFvcDNA(V_H linker V_L) ,经酶切克隆入载体fUSE 5RF ,使之呈现于噬菌体表面。通过用 3轮肿瘤细胞和正常人PBMC淘选后 ,ELISA检测 80%的单克隆噬菌体抗体显示了很强的阳性反应。以上结果初步说明 :联合应用体外致敏、EBV转化、PCR扩增和噬菌体呈现技术制备高亲和力全人源化的抗肿瘤抗体是可行的.     

抗人黑色素瘤单链抗体基因在大肠杆菌中的融合表达

应用RT-PCR技术从分泌抗人黑色素瘤单克隆抗体的杂交瘤细胞HB8760中克隆了抗体轻、重链可变区基因,用(Gly₄Ser)₃连接肽基因将V_H、V_L连接成ScFv基因,并进行了序列测定。ScFv基因全长927bp,其中VH基因长360bp,编码120个氨基酸,V_L基因长324bp,编码108个氨基酸。在大肠杆菌融合表达载体pGEX-4T-1中表达了GST-ScFv融合蛋白,表达产量占菌体总蛋白的29%。凝血酶消化后的产物具有黑色素瘤细胞结合活性。     

苏云金杆菌vip3A基因的克隆、表达及杀虫活性分析

用全长PCR方法从野生型苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）菌株S184中克隆了2.3 kb大小的vip3A基因并进行了序列分析。将vip3AS184基因插入表达载体pQE30构建了表达质粒pOTP,转化大肠杆菌M15,转化子经1mmol/L IPTG诱导后可表达89 kD大小的Vip3A-S184蛋白,并得到Western blot证实。蛋白可溶性试验表明,目的蛋白中约有19%是可溶的,用透射电镜观察到大多数蛋白是以包涵体形式存在的。因此,可以在自然条件下进行目的蛋白的纯化和对家兔进行免疫制备多克隆抗体,用于苏云金杆菌Vip3A蛋白表达的检测。利用IPTG进行诱导培养的菌液对甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）、斜纹夜蛾(S.litura)和棉铃虫(Helicoverpa armigera)等3种害虫的初孵幼虫进行生物测定,结果表明,Vip3AS184蛋白对夜蛾科害虫具有较高的杀虫活性。     

编码1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆和表达

采用PCR法克隆了巴氏梭菌（Clostridium pasteurianum）CpN86菌株编码1,3丙二醇氧化还原酶基因（dhaT基因）;完成了dhaT基因测序、表达载体构建和在大肠杆菌中表达;分离和纯化了dhaT基因表达的重组蛋白。实验结果：（1）PCR法克隆的dhaT基因和肺炎克雷伯氏菌Klebsiella pneumoniae菌株dhaT基因的序列同源性为829%;（2）dhaT基因表达蛋白的酶活为108U/mg;（3）dhaT基因表达的蛋白分子量为43kD;（4）Western blot确定了dhaT基因表达的蛋白和 CpN86菌株天然蛋白有相同的抗原反应。     

抗CD3基因工程嵌合抗体IgG在哺乳动物细胞中的表达和活性测定

利用基因工程方法将鼠源性抗CD3抗体HIT3a的可变区和人源抗体(IgG)的完整的恒定区连接起来,构建全抗型抗CD3嵌合抗体,该型抗体具有较低的免疫源性可作为免疫抑制剂应用于器官移植,减少受体产生免疫排斥,提高移植器官的存活率。利用PCR方法从抗CD3 ScFv重组噬菌体表达载体pCANTAB 5E上扩增抗CD₃抗体的轻链和重链可变区,将轻链和重链可变区组装到含有人抗体（IgG）恒定区的表达载体中,构建抗CD3嵌合抗体IgG的轻链和重链表达载体PKN100和PG1D105,并用脂质体法共转染CHO细胞。结果证明,抗CD₃嵌合抗体的V_L和V_H与HIT3a抗体的V_L和V_H完全相符,ELISA和Western blot检测结果证实转染细胞的培养上清中含有抗CD₃嵌合抗体IgG的表达,表达产物能与Jurkat细胞结合,并能竞争性抑制HIT3a抗体和Jurkat细胞结合活性,³H-TdR掺入实验表明, 抗CD3嵌合抗体与亲代抗体HIT3a一样,具有促进外周血单核细胞增殖的作用。我室构建的全抗型抗CD3嵌合抗体分子表达载体可在CHO细胞中稳定表达,表达产物有较好生物活性,具有潜在的临床应用价值。     

菠菜乙醇酸氧化酶基因的克隆及表达

采用RT-PCR技术从菠菜总RNA中分离扩增了乙醇酸氧化酶（GO）基因的cDNA序列,首先克隆到质粒pMD18T,进行了测序。然后将乙醇酸氧化酶的cDNA分别亚克隆至质粒pThioHisC、 pTIGTrx、pBV220和pET-2b(+),分别转化大肠杆菌DH5α和BL21（DE3）,并对重组乙醇酸氧化酶在大肠杆菌中的表达进行了研究。SDSPAGE和酶活分析表明,菠菜乙醇酸氧化酶在E.coli BL21 (DE3) （pTIGTrxGO）和E.coli BL21(DE3) （pET-22b(+)GO）里得到了高水平的表达,其中E.coli BL21(DE3) （pET-22b(+)GO）的乙醇酸氧化酶活性较高。     

单链抗体2F3表达条件的优化及其提纯和性质研究

将构建好的单链抗体 2F3表达载体pTMF2F3ScFv转化到大肠杆菌BL21(DE3)。先挑选出表达量高的单克隆 ,然后让其在 37℃进行表达 ,并将表达时的培养条件进行优化。实验结果表明 :最佳诱导条件为开始诱导时的菌体密度OD_590nm =1.0～ 1.8,所加异丙基β-D 硫代半乳糖苷 (IPTG)的浓度为 0.3～0.5mmol/L ,诱导时间 7h ,优化后目的蛋白表达量占菌体总蛋白的20% ,并用发酵罐成功地进行了扩大培养 ,筛选了洗涤包涵体的最佳条件。采用两步法对包涵体复性进行了研究 ,用Westernblotting及ELISA法检测了所表达的单链抗体及其生物活性 ,并成功制备了含硒单链抗体酶.     

抗A型产气荚膜梭菌α毒素单链抗体基因的克隆和表达

应用RT PCR技术 ,从分泌具有中和活性的抗A型产气荚膜梭菌α毒素单克隆抗体的杂交瘤细胞中 ,扩增出抗体V_H 和V_L 基因 ,连接成ScFv基因 ,并将其克隆至pGEM T载体中构建了重组质粒pXScFv 2E3。经序列分析证实 ,V_H 和V_L 基因及linker基因拼接正确 ,基因全长为 726bp ,编码 242个氨基酸。随后将其定向克隆于表达载体pHOG21,转化至大肠杆菌XL1 BLUE筛选出表达菌株XL1 BLUE(pHOG 2E3)。经ELISA和SDS PAGE分析表明 ,在20℃用IPTG诱导培养时 ,表达的ScFv蛋白占菌体总蛋白的 25 %。并且ScFv基因表达产物能够中和α毒素的磷酯酶C活性     

抗血管内皮生长因子受体2双价单链抗体的构建表达及其活性研究

为了竞争性抑制血管内皮生长因子(VEGF)与其受体(VEGFR-2)的结合,构建表达了能够与VEGFR-2胞外3区(KDR3)特异结合的双价单链抗体(bivalent single-chain Fv,BsFv),并鉴定其生物活性。以KDR3特异结合单链抗体AK404(scFv AK404)基因为模板,设计引物引入中间连接肽(G₄S)₃连接两个scFv片段,将其克隆入原核表达载体pET22b,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,表达产物依次经过镍柱亲和层析纯化和透析复性;基于生物膜层表面干涉技术(Bio-Layer Interferometry,BLI)技术的体外亲和力监测实验和VEGF诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖实验鉴定表达产物与KDR结合的活性。酶切鉴定和DNA测序结果表明BsFv构建成功;SDS-PAGE显示37 ℃下1 mmol/L IPTG诱导细菌6 h获得包涵体,经镍柱亲和层析纯化和透析复性得到纯度为90%的BsFv;经Western blotting鉴定为目的蛋白;体外结合实验表明:BsFv特异性结合KDR胞外3区的亲合力约为单价抗体AK404的2倍;内皮细胞增殖抑制实验表明:BsFv可剂量依赖性地抑制HUVEC细胞增殖,且其抑制效果强于AK404。上述结果表明:BsFv在抗血管生成活性方面比其scFv具有明显优势,为进一步用于抗血管生成抗肿瘤治疗和肿瘤诊断奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌寡聚1，6-葡萄糖苷酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

本研究用鸟枪法构建了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)HB002的基因组文库,经平板法筛选得到了六株能水解合成底物对硝基苯αD葡萄糖吡喃糖苷的阳性克隆,经鉴定均含克隆了寡聚1,6葡萄糖苷酶基因的重组质粒(命名为pHBM001～pHBM006)。选择pHBM003,对其插入片段测序分析,此片段内有一编码561个氨基酸的开放阅读框,该蛋白质的计算分子量为65985kD。HB002的寡聚1,6葡萄糖苷酶的氨基酸序列与Bacillus sp.和凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)的寡聚1,6葡萄糖苷酶的氨基酸序列一致性分别为81%、67%,相似性分别为89%、79%。从pHBM003中扩增出寡聚1,6葡萄糖苷酶基因,克隆到pBV220上,转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α,得到三个能水解对硝基苯αD葡萄糖吡喃糖苷的阳性克隆HBM0031～HBM0033,将此三个菌株热诱导表达,SDSPAGE电泳可检测到特异表达的蛋白质,其中HBM0031、HBM0032表达的蛋白约66kD,为完整的寡聚1,6葡萄糖苷酶,而HBM0033表达的蛋白质偏小;表达的蛋白质均有寡聚1,6葡萄糖苷酶活性。     

H5亚型禽流感重组鸡痘病毒活载体疫苗的构建及其遗传稳定性与免疫效力

以鹅源H5亚型禽流感病毒(AIV)基因组为模板,用RTPCR扩增血凝素（Hemagglutinin, HA）基因,克隆入鸡痘病毒表达载体pFG1175,转染鸡痘病毒感染的鸡胚成纤维细胞,通过蓝斑筛选和间接免疫荧光检测,获得表达HA基因的重组鸡痘病毒（Recombinant fowlpox virus, rFPVHA）。rFPVHA经鸡胚成纤维细胞连续传15代后,报告基因LacZ和HA基因可稳定表达。用103PFU和105PFU的rFPVHA免疫无特定病原体的(Specific pathogen free, SPF)鸡,免疫后22d 血凝抑制(Hemagglutinin inhibition,HI)抗体监测阳性率分别为0%和20%,但均抵御了H5亚型毒株的致死性攻击,保护率为100%。结果表明,构建了表达HA基因的重组鸡痘病毒,该重组病毒具有良好遗传稳定性,免疫鸡可提供完全保护,显示出了一定的应用前景。     

抗肿瘤血管三结构域单链抗体VH/L的构建与表达

以本室研制的一株抗肿瘤血管单克隆抗体AA98为基础,采用PCR扩增抗体AA98基因的重链可变区(V_H)和轻链(L),以重链恒定区1(C_H1)5′端12个氨基酸的序列作为连接肽,并将连接肽中的Lys突变为Ser,构建VH连接肽-L三结构域单链抗体。重组VH/L单链抗体在大肠杆菌中得到了高效表达,其表达量占菌体总蛋白质的20%。表达的蛋白质在菌内形成包含体,经凝胶过滤法复性,获得了有抗原结合活性的V_H/L。该三结构域单链抗体的成功构建和复性,为重组抗体片段的研制提供了借鉴。     

人DNA 拓扑异构酶Ⅰ在毕赤酵母中的表达及发酵条件优化

为了在体外以人DNA拓扑异构酶Ⅰ（hTopo Ⅰ）为靶位进行抗肿瘤化合物的快速筛选,用RT-PCR法从Hela细胞中克隆了hTopo Ⅰ基因ORF并在毕赤酵母中首次成功表达,表达产物可分泌到发酵上清,易于制备。蛋白酶A缺陷的重组酵母（SMD-hTopoI）分泌重组酶的能力比具有蛋白酶A活性的重组酵母（X33-hTopoI和KMhTopoI）更高。通过发酵条件的优化,使用BMMY（pH 7.25）,于20℃,每隔24h补加0.5% (V/V)的甲醇和3% (V/V)的营养液,SMD-hTopo Ⅰ诱导72h后可表达最高的酶活力（43000u/mL）,发酵上清中hTopo Ⅰ可达11 mg/L,约占总蛋白的10%。SDS-PAGE和Western blot分析显示,表达的hTopo Ⅰ为91kD蛋白,无糖基化修饰。