Identification of binding epitope of a monoclonal antibody (Z12) against human TNF-α using computer modeling and deletion mutant technique

The genes of the heavy and light chain variable region (VH, VL) of Z12 antibody against hTNF-α were cloned, and according to the translated sequence of amino acids, the spatial structures of VH and VL domains were modeled by using homology-based modeling method, followed by constructing the whole three-dimensional structure of Fv fragment. The complex model of Fv interacting with hTNF-α was gained with computer-guided molecular docking method, based on which, it was predicted that the epitope recognized by Z12 was from 141 to 146 of hTNF-α. hTNF-α molecule was divided into two fragments of N-terminal region from 1 to 91 and C-terminal region from 92 to 157 with prokaryotic expression. The measured results suggested that the antigenic epitope recognized by Z12 antibody was located in the C-terminal region 92-157 of hTNF-α, proving the predicted result reliable preliminarily. Further experimental results showed that after hTNF-α 141-146 residues were deleted, Z12 antibody almost lost the ability to recognize the mutant, suggesting that the amino acid residues from 141 to 146 of hTNF-α were specially recognized by Z12 antibody.     

抗PRRSV双功能单链抗体基因的构建、序列分析及蛋白结构预测

为构建抗PRRSV与抗人红细胞单链抗体(2E8-Sc Fv)融合的双功能单链抗体基因并预测其结构和功能,本研究以PRRSV杂交瘤细胞株为模板,通过RT-PCR和SOE-PCR构建PRRSV-Sc Fv基因,将其重组到2E8-Sc Fv C端构建双功能单链抗体基因并测序分析,利用生物信息学软件预测其结构功能。结果显示,成功获得长735 bp的PRRSV-Sc Fv基因,由Linker、VH和VL组成,VH、VL均含明确的CDR和FR区及特征性Cys,与多种鼠源Sc Fv基因高度同源,具有重组功能性鼠源抗体可变区特征,与2E8融合后形成全长1 470 bp的2E8-PRRSV-Sc Fv基因。经生物信息学分析,融合基因编码490个氨基酸,亲水性评估值为-0.365,为亲水性蛋白;结构预测分析显示,其存在丰富的二级结构,可折叠形成含有多个沟槽结构的空间构象,利于抗原的结合,理论上具有良好的抗原结合活性。本研究成功构建抗PRRSV双功能单链抗体基因并对其编码的蛋白质结构进行了预测,为今后进行融合蛋白的表达及最终研究PRRSV抗原快速检测方法奠定基础。     

汉滩病毒S基因的分段表达及其线性和构象型抗原表位分析

构建汉滩病毒76—118N蛋白及其分别从N-端和C-端缺失的共6个突变体,在大肠杆菌BL-21中进行表达,并对其中一些蛋白进行了纯化。通过Western blot、酶联免疫吸附试验(ELISA)进行汉滩病毒N蛋白的抗原表位分析,N蛋白及6个缺失突变体都与组特异性抗体L13F3呈阳性反应,而缺失突变体与型特异性抗体AH30呈阴性反应。构建汉滩病毒76—118N蛋白及其6个缺失突变体的真核表达载体,并在COS-7细胞中进行表达。通过间接免疫荧光试验(IFA)进行汉滩病毒N蛋白的抗原表位分析,病人血清与真核表达的N蛋白及6个缺失突变体呈阳性反应。而仅有N蛋白及缺失N端1～30位氨基酸序列的NPN30与型特异性抗体AH30呈阳性反应。证实组特异性抗体L13F3结合的抗原表位位于N端1～30位氨基酸;而C端抗原表位对于型特异性抗体AH30与N蛋白的识别和结合具有重要意义,缺失N端100位氨基酸序列可能破坏羧基端构象型表位,也可以影响N蛋白与AH30的结合。     

一株针对人EGFR的单链抗体克隆与哺乳细胞表达

目的:制备特异性抗人表皮生长因子受体(EGFR)的单链抗体(sc Fv),鉴定其生物学活性,为进一步研究基于单链抗体的免疫治疗奠定基础。方法:从分泌抗人EGFR单克隆抗体的杂交瘤细胞系提取总RNA,利用5'RACE技术扩增轻链和重链可变区(VL、VH)基因,构建具有VL、VH基因的单链抗体基因,并将构建的单链抗体基因克隆到真核细胞表达载体pc DNA3.1中进行表达和鉴定。ELISA鉴定单链抗体对抗原的特异性;Fortebio检测抗原抗体间的亲和力,流式细胞术检测单链抗体结合肺癌细胞系天然EGFR的功能活性。结果:获得唯一的轻重链可变区序列VL、VH,成功构建EGFR-sc Fv,特异性与天然EGFR蛋白结合,亲和力达3.22×10-9mol/L。结论:成功构建了抗人EGFR单链抗体,为肺癌免疫导向治疗研究奠定了基础。     

抗A型肉毒毒素人源三结构域抗体的重组设计与表达

以获得的抗A型肉毒毒素人源单链抗体ScFvB17为模板 ,PCR扩增抗体ScFv基因的重链可变区 (VH)和轻链可变区 (Vκ) ,以重链恒定区 1(CH1) 5′端 12个氨基酸的序列作为连接肽 ,构建成三结构域抗体分子 :VH_连接肽_Vκ(VH Vκ)。重组VH Vκ抗体分子在大肠杆菌中得到高效表达 ,其表达量占菌体总蛋白质的 34%以上。表达的蛋白质在菌内形成包含体 ,采用镍柱金属鏊合层析法对该包含体进行纯化 ,得到了纯度高达 95 %的VH Vκ。ELISA等实验结果显示 ,重组设计并制备的三结构域抗体蛋白VH Vκ不但可以特异识别毒素抗原 ,具有与原母本单链抗体ScFv相同的抗原特异性 ,而且具有了更高的相对亲和力和稳定性。     

抗胃癌单抗3H11可变区氨基端序列对抗体活性的影响

采用RT-PCR方法,利用第一骨架区通用引物扩增重链Fd段和κ链的基因,克隆到Fab表达载体中,在大肠杆菌中获得了表达但未检测到抗原结合活性.根据已克隆的3H11 VL、VH的真实序列,重新设计κ链及Fd段5′端引物,分别将骨架区引物在κ链及Fd段5′端所造成的氨基酸残基改变纠正为原始序列,构建分别含有矫正后κ链或矫正后Fd以及二个链均得到矫正的Fab表达载体,这些载体在大肠杆菌中均获得类似水平的表达,对任何一个链的矫正均可部分恢复Fab段胃癌细胞的结合活性.结果说明在构建小分子抗体时,PCR引物引入的轻、重链可变区氨基端氨基酸残基的改变可严重影响所表达抗体的抗原结合活性.     

抗鳗弧菌独特型单克隆抗体dsFv的构建及其噬菌体表面呈现

抗鳗弧菌独特型单克隆抗体 1E10是能够模拟鳗弧菌的保护性表位 ,可以作为疫苗使用的一种单克隆抗体 .利用基因工程抗体技术从抗鳗弧菌独特型单克隆抗体杂交瘤细胞株 1E10中克隆出抗体的重链及轻链可变区基因 (VH 和VL) .通过定点突变技术将VH4 4和VL10 5突变为半胱氨酸并且连接到噬菌体表达载体pCANTAB5E中 ,突变后的VH 和VL 基因位于cpⅢ先导序列和cpⅢ基因之间 ,在LacZ启动子调控之下 ,以融合蛋白的形式被导入细胞间隙 ,依靠链间二硫键组装成二硫键稳定型Fv抗体 (dsFv) .加入辅助噬菌体M13K0 7后 ,dsFv以融合蛋白的形式表达在噬菌体表面 .ELISA测定显示 :dsFv噬菌体能够与抗原结合并且这种结合呈噬菌体浓度依赖 .结果表明 :成功构建出了抗鳗弧菌独特型单克隆抗体dsFv基因并使其在噬菌体表面获得了正确呈现 .该dsFv噬菌体有望成为新一代基因工程疫苗用于预防鱼类鳗弧菌感染     

狂犬病病毒CVS-11核蛋白B细胞线性抗原表位研究

为阐明狂犬病病毒CVS-11核蛋白B细胞线性抗原表位,本研究通过合成肽模拟B细胞线性抗原表位,采用免疫学方法对生物信息学分析获得的狂犬病病毒CVS-11核蛋白潜在B细胞线性抗原表位进行验证。结果显示,狂犬病病毒CVS-11核蛋白355~369、385~400位氨基酸序列合成肽免疫小鼠血清经间接酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测抗多肽抗体效价达到1∶12 800以上;抗多肽抗体在免疫印迹试验(Western blot,WB)中识别变性狂犬病病毒CVS-11核蛋白抗原,在间接荧光抗体试验(Indirect fluorescent antibody,IFA)中识别感染BHK-21细胞的狂犬病病毒CVS-11核蛋白抗原。因此,狂犬病病毒CVS-11核蛋白355~369、385~400位氨基酸序列经证实为B细胞线性抗原表位。     

重组SCIRR39多克隆抗体的制备及检测

目的：在大肠杆菌中表达大鼠脊髓损伤与修复蛋白39（SCIRR39）的C端抗原表位,并制备其多克隆抗体。方法：从大鼠脊髓全横断损伤脊髓cDNA中扩增1386bp的Scirr39基因编码框,亚克隆该基因编码蛋白C端359～461位氨基酸残基的DNA片段,插入表达载体,转化大肠杆菌BL21（DE3）,IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达情况,切胶纯化目的蛋白;利用多克隆抗体制备技术,制备重组SCIRR39蛋白的多克隆抗体;用ELISA方法检测抗体效价,Western印迹检测抗体的特异性。结果：SCIRR39蛋白C端抗原表位与GST的融合蛋白在大肠杆菌中以可溶形式高表达,相对分子质量为37．9×103;获得抗SCIRR39蛋白C端抗原表位的兔抗血清,其效价达到1：104;Western印迹显示多克隆抗体能特异识别重组SCIRR39蛋白的C端抗原表位。结论：在原核系统中表达纯化了重组SCIRR39抗原表位蛋白,制备的重组蛋白多克隆抗体将用于检测SCIRR39在脊髓损伤过程中的表达变化。     

表达轮状病毒SA11株Vp4的抗原表位诱导病毒中和抗体生成

以昆虫病毒Flockhousevirus（FHV）外壳蛋白为载体的外源抗原表位表达系统（FHV-RNA2载体系统）．在重组杆状病毒和重组pET系统中构建和表达了SA11Vp4胰酶切割位点两侧和重叠切割位点3个抗原表位氨基酸序列（抗原表位A,aa223~242;抗原表位B,aa243～262;抗原表位C,aa234～251）,并对其免疫原性进行了研究。结果表明：这3个抗原表位能诱导动物产生抗同源氨基酸序列的抗体和抗同源病毒（SA11）感染性的血清中和抗体。研究结果提示：RVVp4胰酶切割位点区氨基酸序列除了具有胰酶切割增强病毒感染力外,还具有诱导动物机体产生血清中和抗体的能力,是RV重组抗原表位亚单位疫苗研究中重要的抗原表位氨基酸序列。     

抗TNF-α单链抗体噬菌体展示文库的建立和鉴定

应用噬菌体展示技术构建抗肿瘤坏死因子α(tumornecrosis factor α,TNF-α)单链抗体(single chain Fv,scFv)文库,从中筛选抗TNF-αscFv并进行鉴定.利用重组人TNF-α(rhTNF-α)免疫小鼠,分别扩增小鼠VH和VL基因,经重叠延伸反应将VH和VL基因拼接成scFv基因,以SfiⅠ/NotⅠ位点定向插入pCANTAB 5E噬菌粒载体,转化E.coli TG1,构建了库容为4.6×108的抗TNF-α单链抗体库.对抗体库进行3轮富集筛选后,ELISA检测阳性克隆的抗原特异性,取1株阳性克隆进行测序分析.结果表明,抗TNF-αscFv基因序列长774bp,编码258个氨基酸.将此阳性克隆转化E.coliHB2151,IPTG诱导可溶性scFv的表达,经SDS-PAGE和Western印迹分析,scFv的分子量约为28kD.经亲和纯化后的scFv可与rhTNF-α结合,并可中和由rhTNF-α引起的L929细胞毒性.本文利用噬菌体抗体库筛选到了高亲和力的抗TNF-αscFv,为研制临床免疫治疗的新型抗体奠定了实验基础.     

噬菌体展示随机十肽库的构建及抗WSSV单链抗体A1的模拟抗原表位的淘选和鉴定

本实验以pCANTAB5E噬菌粒为载体,成功构建了较高容量的噬菌体展示随机十肽库,并将其应用于抗原模拟表位的淘选和鉴定。将一种特异识别对虾白斑综合症病毒(Whitespotsyndromevirus,WSSV)的单链抗体A1对十肽库和十五肽库分别进行淘选,结果得到一系列能与单链抗体A1特异性结合的阳性克隆。将这些阳性克隆所编码的多肽氨基酸序列与已知的单链抗体A1的抗原WSSV388片段氨基酸序列做比对,发现多数阳性多肽序列都与WSSV388片段序列的C端一处K????R??R?QS的氨基酸片段相似,由此推论单链抗体A1的模拟抗原表位可能是由该不连续氨基酸片段所构成的构象表位,而非线性表位。研究结果表明,噬菌体展示随机肽库技术是一种用于研究抗原表位结构的有效方法,有助于进一步探讨WSSV的结构蛋白的构象及功能,以及相应单链抗体与细胞受体相互作用的机理。     

基于纳米抗体CDR3区抗原表位展示制备生存素抗体及其鉴定

目的:通过纳米抗体CDR3区展示生存素N端表位的方式,探索纳米抗体在抗原表位展示中的作用。方法:通过基因合成方法将生存素N端起始表位(氨基酸序列1~15)插入纳米抗体CDR3区,再构建到原核表达载体pET24a中,IPTG诱导表达,用带His标签的填料纯化,获得高纯度的目的蛋白,免疫雌性BALB/c小鼠,间接ELISA检测5次免疫后的效价,用抗原偶联纯化介质纯化免疫多抗,Western印迹检测多抗特异性。结果:IPTG诱导后,目的蛋白主要以包涵体形式存在,亲和层析获得纯度大于96%的目的蛋白,包涵体经复性后免疫小鼠,效价可达1∶512000,West?ern印迹特异性检测显示免疫多抗能够特异性结合生存素。结论:纳米抗体CDR3区生存素抗原N端表位展示的方法可用于抗生存素抗体的制备,并为今后纳米抗体表位展示相关研究奠定基础。     

B细胞表位作图研究进展

抗原-抗体的特异性结合是由抗体表面的抗原决定簇与抗原表面的表位基序间的特异性互补识别决定的。B细胞表位作图既包括B细胞抗原表位基序的鉴定(即确定抗原分子上被B细胞表面受体或抗体特异性识别并结合的氨基酸基序),也包括绘制抗原蛋白的全部或接近全部的B细胞表位基序在其一级或高级结构上的分布图谱的过程。B细胞表位作图是研发表位疫苗、治疗性表位抗体药物和建立疾病免疫诊断方法的重要前提。目前,已经建立了多种B细胞表位鉴定或绘制抗原蛋白B细胞表位图谱的实验方法。基于抗原-单抗复合物晶体结构的X-射线晶体学分析的B细胞表位作图和基于抗原蛋白或抗原片段的突变体库筛选技术的B细胞表位作图可以在氨基酸水平,甚至原子水平上揭示抗原分子上与单抗特异性结合的关键基序;其它B细胞表位作图方法(如基于ELISA的肽库筛选技术)常常只能获得包含B细胞表位的抗原性肽段,因而,很少用于最小表位基序的鉴定;而改良的生物合成肽法多用于B细胞表位的最小基序鉴定和精细作图。鉴于每种B细胞作图方法都存在各自的优势与不足,B细胞表位作图往往需要多种作图方法的有机结合。本文对目前常用的B细胞表位作图的实验方法及其在动物疫病防控中的应用进行综述,以期为研究者设计最佳的表位作图方案提供参考。     

抗炭疽保护性抗原单克隆抗体可变区基因的克隆及序列分析

目的:克隆并分析抗重组炭疽芽孢杆菌保护性抗原(rPA)单克隆抗体4B2、5E1和2A8轻、重链可变区基因。方法:从分泌抗rPA特异性单抗的杂交瘤细胞株4B2、5E1和2A8中提取总RNA;利用RT-PCR技术克隆抗rPA单抗4B2、5E1和2A8的VL、VH基因,并将其连入pMD18-T载体中进行测序分析。结果:4B2VL基因全长378bp,VH基因全长414bp;5E1VL基因全长420bp,VH基因全长426bp;2A8VL基因全长384bp,VH基因全长342bp。通过分析,这些基因均符合小鼠IgGV区基因的特征,含有4个框架区、3个抗原互补决定区,而且抗体特征性的半胱氨酸残基的数量和位置也正确。结论:克隆了抗rPA单抗4B2、5E1和2A8的VL、VH基因,为下一步构建多种形式的基因工程抗体奠定了良好的基础。     

HIV-1辅助蛋白Vpr多肽抗体的制备与鉴定

预测Vpr蛋白的B细胞抗原表位,并利用合成的B细胞表位肽制备Vpr特异性抗体。应用生物信息学技术获得Vpr蛋白共享氨基酸序列并预测其潜在B细胞抗原表位,与载体蛋白血蓝蛋白(KLH)偶联合成多肽并免疫家兔,鉴定及纯化获得的多肽特异性抗体。软件预测显示,Vpr蛋白N端的第3～19位(N)和C端的第82～95位(C)氨基酸序列为潜在B细胞抗原表位;ELISA检测抗血清中多肽特异性抗体的效价都达到1:105以上;Western-Blotting结果显示,无论对HIV-1B亚型还是CRF07_BC重组型的Vpr蛋白,其多肽N抗体和C抗体均能特异性识别;免疫沉淀结果显示,Vpr多肽N和C抗体也能特异性结合未变性的野生型Vpr或GFP-Vpr融合蛋白。利用生物信息学技术能成功预测Vpr蛋白B细胞抗原表位,免疫所获得的抗体具有较好的特异性和应用性。     

抗HBsAg二硫键稳定性Fv抗体(dsFv)基因的构建与表达

采用PCR定点突变方法,成功地构建了抗HBsAg dsFv抗体的轻、重链突变基因,NdeI和EcoRI酶切后分别插入pET20b表达质粒,经测序证明在重链第44位氨基酸和轻链第100位氨基酸已突变形成半胱氨酸(Cys).VH和VL重组质粒分别转化到大肠肝菌BL21(DE3)中,IPTG诱导后,经SDS-PAGE电泳表明在12kD处有包含体蛋白表达,表达蛋白含量分别为28%和35%.VH和VL包含体蛋白经GuHCl变性后,等量混合在复性折叠液中结合,形成了一个约24kD并有一定活性的dsFv蛋白.抗HBsAg dsFv抗体表达及复性的成功,为今后基因工程抗体的研究及应用奠定了基础.     

Ⅱ型志贺毒素单克隆抗体可变区基因克隆及单链抗体的表达和功能鉴定

目的从分泌抗肠出血性大肠埃希菌Ⅱ型志贺毒素中和单克隆抗体杂交瘤细胞株S2C4中克隆抗体可变区基因,构建单链抗体（ScFv）,进行原核表达,并对其功能进行鉴定。方法从杂交瘤细胞株S2C4中提取总RNA,逆转录成cDNA。在cDNA3’-OH末端添加poly．G。PCR扩增包括5’非翻译区和信号肽序列在内的抗体重、轻链可变区基因VH和VL,PCR产物装入T—A载体测序。根据测序结果,设计引物分别扩增VH和VL编码区,再通过重叠PCR,在VH和VL．编码区基因之间引入连接链,构建Scn基因,并克隆到表达载体pComb3xSS中。重组载体导入E．coliTop10F’进行表达,重组蛋白经纯化后,分别用ELISA和动物保护性实验鉴定其生物学活性。结果VH和VL编码区基因全长分别为396bp和378bp,ScFv基因能在大肠埃希菌中高效表达,表达产物的分子量为34000,用NiSO4亲和层析柱成功纯化。功能性实验表明纯化的重组蛋白可以与Stx2毒素有效结合,能保护动物抵御毒素分子的攻击。结论成功地克隆S2C4单抗可变区基因,并构建、表达其单链抗体ScFv,为下一步进行该抗体人源化奠定实验基础。     

噬菌体展示随机十肽库的构建及抗WSSV单链抗体A1的模拟抗原表位的淘选和鉴定

本实验以pCANTAB 5 E噬菌粒为载体,成功构建了较高容量的噬菌体展示随机十肽库,并将其应用于抗原模拟表位的淘选和鉴定.将一种特异识别对虾白斑综合症病毒(White spot syndrome virus, WSSV)的单链抗体A1对十肽库和十五肽库分别进行淘选,结果得到一系列能与单链抗体A1特异性结合的阳性克隆.将这些阳性克隆所编码的多肽氨基酸序列与已知的单链抗体A1的抗原WSSV388片段氨基酸序列做比对,发现多数阳性多肽序列都与WSSV388片段序列的C端一处K····R··R·QS的氨基酸片段相似,由此推论单链抗体A1的模拟抗原表位可能是由该不连续氨基酸片段所构成的构象表位,而非线性表位.研究结果表明,噬菌体展示随机肽库技术是一种用于研究抗原表位结构的有效方法,有助于进一步探讨WSSV的结构蛋白的构象及功能,以及相应单链抗体与细胞受体相互作用的机理.     

A型肉毒毒素表位多肽免疫和人源噬茵体单链抗体文库的构建

采用表位合成多肽免疫获得编码人源抗体的基因材料,抗体轻重链可变区基因通过剪接重叠延伸(SOE)技术进行组装后,亚克隆入噬菌体粒中构建免疫库。以重组制备的A型肉毒毒素保护性抗原为配体筛选结合子,ELISA鉴定,获得具有较高抗原结合力的噬菌体克隆,进行基因测序和家族定位分析。结果显示,表位合成多肽免疫,成功构建了库容大于10^8的重组抗体库。体外3轮免疫淘筛,筛选到人源A型肉毒抗毒素克隆,基因结构分析表明,其中ScFvB17全长750bp,可编码250个氨基酸残基：VH属于VH4家族,369bp,编码123个氨基酸残基;Vκ属于κ链Ⅱ家族,336bp,编码112个氨基酸残基。基因的同源分析表明,这是一株特异的单链抗体新基因。