1.什么是酵母展示平台
酵母展示(或酵母表面展示)是一种强大的蛋白质工程技术,它是用整合到酵母细胞壁中的重组蛋白的表达来分离和工程化抗体。自 2000 年首次发表以来,酵母表面展示已被广泛用于设计各种蛋白质以提高亲和力、特异性、表达、稳定性和催化活性。
2.酵母展示原理
酵母抗体展示技术(Yeast Display Technology)是指用抗体序列可变区与凝集素Aga2p融合表达,Aga2p蛋白亚基通过两个二硫键与固定在酵母细胞壁上的Aga1p 蛋白亚基结合,结合流式分选技术,将靶向抗原的特异性抗体给筛选出来。
图1:酵母文库展示示意图
3.纳米抗体
纳米抗体(Nanobody, Nbs)是驼科动物外周血清产生的一种单链抗体,这些抗体仅由重链组成,缺乏轻链和功能性CH1和CH4结构域。VHH晶体为2.5nm,长4nm,分子量只有15KDa。相较于传统抗体,纳米抗体因其分子量小,从而更容易可穿透血脑屏障;原核或真核系统有高表达量;特异性强,亲和力高;对人的免疫原性弱等优点,因此在抗肿瘤药物研发、心脑血管疾病、免疫疾病等领域有巨大价值。
图2:纳米抗体的3D结构
4.纳米抗体酵母展示优缺点
4.1优点
(1)酵母作为真核表达系统,可以进行翻译后修饰来表达和折叠复杂的真核蛋白;
(2)相对噬菌体展示文库技术而言,酵母展示技术在微量抗体表达后抗体活性要高,得益此基础,在流式筛选时就能区分抗体的亲和力高低;
(3) 插入异源蛋白不会破坏表面蛋白的结构,也不会影响表面展示的效率。
4.2缺点
(1)相比于噬菌体展示技术,酵母展示库容量较低,因此主要应用于客户对项目库容要求不高,动物免疫后PBMC细胞经过二次分选以及避免漏掉二硫键形成的抗体发现项目;
(2)由于酵母表面存在多个蛋白质拷贝,可能会发生与寡聚蛋白靶标不希望的多价结合。
5.酵母抗体展示应用
随着这项技术的不断完善,现在酵母展示的应用包括酶工程;蛋白质表位作图、蛋白质-蛋白质相互作用的鉴定、免疫生物催化和生物传感器,以及用于生物技术和生物医学应用的酵母细胞上蛋白质和酶的展示。
6.泰克生物能够提供酵母抗体展示技术服务
泰克生物能够为客户提供高质量的纳米抗体酵母展示服务,主要服务流程如下:抗原准备,羊驼免疫,PBMC分离,RNA提取,cDNA制备,文库构建,文库筛选,抗体表达。
图3:酵母抗体展示文库流程图
5.1抗原制备
5.1.1密码子优化+基因模板合成+表达载体构建;
5.1.2质粒抽提+转染(哺乳表达系统)目的蛋白检测(WB,SDS-PAGE);
5.1.3蛋白表达放大+蛋白亲和纯化。
5.2动物免疫
5.2.1动物免疫4次,加强免疫一针,共计免疫5针;
5.2.2免疫前采集阴性血清,第4针采血进行ELISA检测血清效价;
5.2.3若第4针血清抗体效价(蛋白抗原>10^5;多肽抗原>10^4)满足要求,则采血前7天再次加强免疫1针,如不满足要求,则继续常规免疫;
5.2.4效价合格,采血(>100ml)分离单核细胞。
5.3 cDNA制备
5.3.1 PBMC总RNA提取(参照RNA提取试剂盒);
5.3.2高保真RT-PCR制备cDNA(参照反转录试剂盒)。
5.4文库制备
5.4.1以cDNA为模板,两轮PCR扩增VHH基因;
5.4.2酵母表达质粒构建与转化: VHH基因拼接酵母展示载体,电击转化酵母宿主菌,构建抗体库,电击次数不低于10次;
5.4.3鉴定:随机挑选24个克隆,PCR鉴定阳性率+PCR鉴定多样性+插入率。
图4:VHH阳性率:>90%
5.5文库筛选
5.5.1磁珠分选;
5.5.2 FACS分选(免疫双标分选);
5.5.3铺板+阳性克隆菌培养+抗体基因测序;(>20个,多达96个)。
5.6抗体表达
5.6.1将获得的抗体序列构建合适的表达载体(哺乳表达)进行表达+亲和纯化+抗体蛋白定量。