使用电子断层技术对IgG1抗体逐个分子的三维重构与结构分析

抗体(antibody)又称免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),是人体免疫反应的重要参与者.了解抗体的结构和结构动态特征,是理解人体免疫作用机理、修复或提高免疫能力、定向设计抗体以治疗各种疾病的基础.本文以人体IgG1抗体为对象,综述了使用透射电子显微学方法研究IgG1抗体结构方向的最新进展.详细介绍了使用逐个分子的电子断层三维重构技术(individual-particle electron tomography,IPET)对抗体进行结构研究的方法,包括样品制备、图像处理和数据分析等.并描述了利用该技术,在研究抗体结合肽分子后的结构形变和通过收集不同构象来研究抗体动态结构特征方面所取得的阶段性成果.最后,对尚待解决的关键问题与该技术未来的发展方向进行了讨论与展望.     

催化性抗体及其研究进展

根据过渡态理论,按特定的化学反应机制确定反应中的可能过渡态结构,选择和该过渡态结构类似的化合物作为半抗原,可诱导机体产生具有催化活性的催化性抗体.文章对诱导催化性抗体中半抗原的选择原则、催化性抗体和非催化性抗体间的联系、催化性抗体和酶促催化反应的比较等方面进行了较为全面的综述,并对催化性抗体在医药科学中的应用前景及限制因素进行了讨论.     

基于分子动力学模拟与分子对接技术的CD47抗原表位预测

本文采用分子模拟技术预测CD47抗体的抗原结合表位及氨基酸残基理化性质,为下一步的抗体结构优化提供参考.使用Discovery Studio对CD47抗体C47B222、C47B161、B6H12.2进行同源建模,并对其结构合理性进行评估与分析.使用GROMACS进行分子动力学模拟,深入分析抗体结构的稳定性以及抗体互补...     

利用回归模型筛选出近天然的抗原-抗体对接模拟结构

在抗原-抗体分子对接模拟所生成的大量计算生成构象中筛选出近天然结构,即接近真实情况的抗原-抗体结合模式。借鉴QSAR原理,定义抗原-抗体接触面描述符并利用Discovery Studio 4.5软件平台计算出各对接模拟构象的接触面描述符和能量参数。构造训练集数据进行回归分析,建立预测对接模拟构象是否是近天然结构的数学模型。通过测试集和实际应用情况检验该数学模型。通过回归分析所建立的数学模型能够在成百上千的抗原-抗体对接模拟构象中有效筛选出其中的近天然结构,在测试集验证和4G7抗体结合模式预测应用中具有良好的表现,验证了该数学模型的有效性和实用性。经验性的抗原-抗体接触面特征如氢键密度、氨基酸对偏好性指数等以及能量参数能够共同有效表征近天然结构,所建立的数学模型有效增强了通过分子对接预测抗原-抗体结合模式的可行性。     

抗体药物的发展与应用

早期抗体药物是鼠源单克隆抗体,存在免疫原性强、半衰期短等问题。历经数十年的发展,抗体药物从最初的鼠源单抗,逐步发展为人鼠嵌合抗体、人源化抗体及全人源化抗体。通过片段重组、位点修饰、药物偶联等方法,科研人员研发了包括抗体融合蛋白、抗体偶联药物、双特异性抗体、小分子抗体片段等形式多样的抗体药物。抗体药物在恶性肿瘤、自身免疫病、感染性疾病的治疗上发挥重要作用。通过对抗体药物人源化历程,不同类型的抗体结构和特点,以及抗体药物在新型冠状病毒肺炎治疗中的应用进行综述,并对抗体药物的发展前景进行展望,以期为我国抗体药物的研发提供参考。     

鼠抗体OKT3结合位点的结构模拟和改形设计

使用同源建模的方法通过计算机模拟鼠抗体ＯＫＴ３抗原结合位点的空间结构,在结构分析及人和鼠抗体各自保守序列分析的基础上,设计出抗ＣＤ３的改形抗体序列;并进一步模拟改形抗体的结构,理论计算和实验的结果表明改形设计是合理的。     

双特异抗体的研究进展

双特异抗体是指可以同时结合两个不同抗原或一个抗原不同表位的特殊抗体,目前已有3个双特异抗体批准上市,还有很多个双特异抗体处于临床或临床前研究阶段。文中就双特异抗体的发现、制备方法、结构类型和设计策略、作用机制以及目前研究现状进行综述。     

肝癌细胞特异性结合单链抗体三维结构的同源模建

用MSI公司开发的计算机辅助分子设计系统模建肝癌细胞表面抗原特异性单链抗体三维结构。先分别模建VH(variable region of the heave chain)和VL(variable region of the light chain)两个结构域,然后搭建出scFv(single chain variable fragment)片段的整体三维结构,并对模建的结构进行分子力学和动力学优化;对结构的合理性验证显示模建结构是合理的。文章可为预测该特异性单链抗体的生物活性以及研制高亲和力、高特异性的双价抗体提供结构信息。     

人类博卡病毒(HBoV)非结构蛋白NS1基因的克隆、原核表达及多克隆抗体的制备

目的:克隆、表达、纯化人类博卡病毒(HBoV)非结构蛋白NS1,制备抗NS1多克隆抗体。方法:利用PCR扩增HBoV非结构蛋白NS1基因,将其克隆至pMAL-c2X表达载体上,重组质粒转化大肠杆菌DH10B,IPTG诱导表达。表达的融合蛋白经Amylose Resin亲和层析柱纯化后,免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。用间接ELISA法检测抗体效价。结果:原核表达融合蛋白MBP-NS1,并获得了其多克隆抗体,抗体效价达到1∶32000。结论:在原核表达系统中表达、纯化了融合蛋白,制备抗NS1多克隆抗体,为进一步研究该病毒非结构蛋白基因的转录和翻译机制提供可靠的工具。     

纳米抗体研究进展

纳米抗体是由骆驼科动物缺失轻链的天然重链抗体的可变区(VHH)组成的单域抗体,其可变区的相对分子质量约为15×10~3。与传统抗体相比,纳米抗体具有相对分子质量小、亲和力高、稳定性高、溶解性好、免疫原性低、穿透力强、人源化简单等优势。基于纳米抗体的特性以及骆驼天然重链抗体的VHH单域抗体的特殊结构,使其在基础医学研究以及疾病诊断和治疗方面具有广阔的应用前景。     

瞬时感受器电位M2通道抗原位点的兔单抗特异性检测

目的：筛选特异性较高的抗体以推动对瞬时感受器电位M2（TRPM2）通道结构和功能的研究。方法：以野生型昆明种小鼠大脑皮层、人胚肾293细胞、未诱导的TRPM2细胞及四环素诱导的TRPM2细胞为标本,采用免疫印迹和免疫荧光方法,以被检测抗体为一抗,荧光分子结合的抗体为二抗,根据170kD（TRPM2通道蛋白分子量）位置上是否有特异性条带,检测兔单抗的特异性。结果：抗体98927对鼠源TRPM2通道有特异性,抗体40622,抗体98721,抗体98921对人源TRPM2通道有特异性,另外抗体98721对鼠源TRPM2通道的突变型有特异性。结论：作为分子探针,抗体98927、40622、98721、98921可用于TRPM2通道结构和功能研究。     

纳米抗体的稳定性及其结构基础研究进展

驼类纳米抗体结构简单、易于改造,且具有低免疫原性、高稳定性、高特异性、高亲和力等特点,因而具有广泛的应用前景。纳米抗体的优势之一在于其具有较高的稳定性,比常规抗体更易于储藏和运输,甚至在高温、化学和压力等极端条件下变性后仍可有效地重折叠并恢复其抗原亲和力。本文综述了纳米抗体稳定性与其结构基础方面的研究进展,阐述了纳米抗体氨基酸序列、二硫键、结构域等与其稳定性的关系,揭示了高度稳定性的纳米抗体普遍具有的结构特征。基于这些结构特征,讨论了几种纳米抗体的稳定性优化策略,包括共有序列驱动的序列修复、替换易于修饰的氨基酸、净蛋白质电荷的改变、非天然二硫键的引入以及CDR超变区的移植。预期对纳米抗体的稳定性调控提供理论指导,以拓展其作为治疗药物、诊断试剂和生物传感器等方面的应用。     

抗体信息数据库北大核心CSCD

抗体是介导体液免疫的重要效应分子。近年来,随着治疗性抗体药物不断上市及其临床应用范围不断拓宽,治疗性抗体已成为生物制药的产业支柱。另一方面,随着抗体相关的基础研究日益深入和抗体序列、结构、功能表位等相关数据大量涌现,作为抗体数据管理、搜索与利用的重要工具,抗体资源库也层出不穷并得到长足发展,在相关的研究、开发、生产与销售中发挥日益重要的作用。本文对包括Kabat、IMGT、ab Ysis等在内抗体信息数据库进行介绍。     

抗体信息数据库

抗体是介导体液免疫的重要效应分子。近年来,随着治疗性抗体药物不断上市及其临床应用范围不断拓宽,治疗性抗体已成为生物制药的产业支柱。另一方面,随着抗体相关的基础研究日益深入和抗体序列、结构、功能表位等相关数据大量涌现,作为抗体数据管理、搜索与利用的重要工具,抗体资源库也层出不穷并得到长足发展,在相关的研究、开发、生产与销售中发挥日益重要的作用。本文对包括Kabat、IMGT、abYsis等在内抗体信息数据库进行介绍。     

单链抗体的表达

单链抗体(scFv)是具有抗体活性的最小功能结构单位,是基因工程抗体研究领域中的热点,具有比单克隆抗体在生物病原体、微生物污染和寄生虫病等预防、检测和治疗的独特优点和应用前景.鉴于其重要性,单键抗体在不同的表达系统中得到表达与研究.简要综速了scFv的表达.     

抗原化抗体

抗原化抗体余拥军吴祥甫（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词抗原化抗体抗体基因工程抗原性免疫原性抗体是哺乳动物免疫系统的重要组成部分,担负着机体抵御外来入侵者及清除体内病变、衰老细胞等重要生理功能。抗体分子因其结构的特殊性、对抗原分...     

治疗性单抗Fc功能及工程改造研究进展

自1986年第一个抗体药物OKT-3上市以来,越来越多的治疗性单克隆抗体进入临床研究并获批上市,利用治疗性单克隆抗体进行靶向治疗已经成为对抗癌症、病毒感染以及免疫性疾病的有效手段。随着细胞工程技术和基因工程技术的进步,为了更好的发挥单克隆抗体的治疗效果,研究人员已经进行了大量的研究来探索抗体的结构性质与其功能之间的联系,其中一个关键领域就是通过Fc工程改造来调节抗体与免疫系统的相互作用。本文将针对IgG结构、IgG抗体Fc区域的作用机理、IgG抗体亚型及Fc区功能差异、Fc区域的改造策略及Fc改造抗体的临床应用及发展前景进行综述。     

抗芽殖酵母端粒G4-DNA结构的单克隆抗体和基因工程单链抗体片段的制备和定性研究

大多数真核生物端粒3'末端由富含鸟苷酸的重复序列组成,并可以在体外形成四链G4- DNA结构。为了解这种结构是否在体内存在,本文中我们以芽殖酵母作为研究对象,将G4-DNA作为抗原免疫BALB／c小鼠,制备抗G4-DNA的单克隆抗体,结果显示该抗体能够特异性识别富含鸟苷酸重复序列DNA。为了提高抗体的特异性,我们通过基因工程制备抗体:利用RT-PCR的方法,得到抗体重链和轻链可变区的基因,然后克隆到载体pET22b中得到表达质粒pET22b-scFv,转入大肠杆菌进行表达。在细胞周质中我们检测并纯化到了目的基因的表达产物。另外,我们还利用该基因序列进行了初步的结构分析。基因工程抗体在大肠杆菌中的成功表达及结构分析为今后利用该抗体进行定点突变来研制高特异性和亲和力的抗G4-DNA抗体奠定了基础。     

N-糖基工程研究进展

1 抗体药物的发展迫切需要一种高效、廉价的新型糖蛋白表达系统 包括抗体药物在内的糖蛋白药物已成为近年来发展最快的药物,人用抗体药物剂量巨大．每剂一般达到数百毫克,一名肿瘤患者一个疗程常需要克量级的药物,因而每种抗体药物的年市场需求量往往达数百公斤至数吨。抗体Fc上的N一连接糖链是保持抗体结构稳定及与Fc受体结合所必需的．该糖链的结构直接影响抗体Fc与其受体的结合力．     

基因工程抗体

通过基因工程可以大规模地制备能与人相容的单克隆抗体或其片段,用于诊断、治疗以及抗体结构与功能的研究。基因工程抗体的制备过程是通过PCR技术获得抗体或其片段的基因,再与适当的载体重组后引入不同的宿主系统,如哺乳动物细胞、昆虫细胞、大肠杆菌和植物中进行表达、装配。较详细地介绍了基因工程抗体的背景、现状和进展。