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纳米抗体介绍

抗体是与抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白,由B细胞分化成的浆细胞所产生,存在于脊椎动物的血液等体液中,及其B细胞的细胞膜表面。抗体由2条相同重链(H链)和2条相同的轻链(L链)组成,重链较长,相对分子量较大,而轻链较短,相对分子量较小,抗体呈Y字形对称结构。

纳米抗体(nanobodies,Nbs)是由比利时科学家Hamers等人在骆驼血液内首次发现的一种新型抗体,与传统抗体相比,这种抗体不存在轻链,只有重链可变区(VHH)和两个常规的CH2和CH3区组成,分子量只有15 KDa左右,因此被称为纳米抗体,是目前已知的可结合目标抗原的最小单位。

纳米抗体介绍-泰克生物.png 

纳米抗体具有独特的结构优势:

 

1. 相对分子质量小与免疫原性低

Nbs的骨架区(FRs)与人类VH区的序列同源性超过80%,并且它们的三维结构能够重叠。已经在小鼠体内证明,Nbs因与传统的VH区具有高度的同源性,而且具有很高的构象稳定性,使得其免疫原性很低。

2. 可溶性好

Nbs的VHH与传统抗体的VH存在一些重要的不同,与VH相比,VHH骨架区2(FR2)的4个氨基酸残基(V37F或V37Y、G44E、L45R、W47G)被替换,这4个氨基酸是亲水性的,因此使得Nbs的表面更亲水,增加了它的水溶性。

3. 抗原识别能力强

与传统的VH类似,VHH包括4个FRs和3个互补决定区(CDRs)。与VH相比,VHH的CDR1与CDR3更长,CDR3与CDR1或FR2的半胱氨酸残基结合是通过二硫键实现的,这样使得其结构非常稳定。传统的Fab片段和典型的单链抗体(scFv)只能识别表面抗原,因为它们的抗原结合位点是凹陷或平面的。而VHH有一个主要由CDR3环组成的凸出的抗原决定簇,可以结合凹进去的抗原表位,因此Nbs能够特异性识别一些隐藏的抗原表位,而这些表位是传统抗体无法识别的。所以Nbs比scFv抗体结合部位更适合结合抗原表面的凹槽部分,例如酶的催化反应位点,从而阻断其催化活性。

4. 稳定性高

Nbs能够形成不同的构象模式来保护氨基酸的稳定性。在极端环境条件下,如高温或极酸极碱,普通的多聚抗体会暴露出疏水表面,形成大分子发生沉淀,失去原来的正常功能;而纳米抗体在化学及热变性后可以重新折叠,通过在CDR1与CDR3间重新形成一个二硫键,结构稳定性,保障了其功能活性的稳定。

5. 穿透性强

Nbs能够穿透血脑屏障。研究证实,用骆驼来源的Nbs免疫脑血管内皮细胞,发现Nbs能够通过转胞吞作用,在血管内皮细胞的基底外侧释放。体外研究表明纳米抗体能够穿透血脑屏障,并且能携带M13噬菌体颗粒等一些物质到达脑部。

6. 易于生产

纳米抗体由于其结构简单、相对分子质量小且没有糖基化,易于在酵母表达系统和原核表达系统等蛋白表达系统中大量表达。纳米抗体生产成本较低,易于推广和应用。

纳米抗体凭借其独特的优势在基础研究、疾病诊断与治疗方面应用广泛,一些已进入临床Ⅰ期或Ⅱ期试验,包括肿瘤学、神经学及免疫学等。此外,Nbs还可用于病毒检测与诊断,例如HIV、牛痘病毒、青猴病病毒及登革热等;纳米抗体在环境污染物、生物毒素等小分子化合物的检测中方面也有所应用,提高了检测的灵敏度和操作的简便性;此外,纳米抗体在食品毒理学研究、食品分析检测等方面也有一些研究和应用,例如有研究表明一些Nbs可以和细菌进行结合,抑制细菌的产酶能力,从而发挥一定的治疗作用。

 

泰克生物致力于羊驼VHH抗体的产生已有9年多的时间,并拥有一支经验丰富的技术团队,具有丰富的生物学技术背景,可提供一对一专项服务。泰克生物具有稳定的哺乳动物CHO细胞和原核细胞纳米抗体表达平台,能够为客户提供从抗体序列分析、linker设计、标签选择设计、载体选择设计到重组纳米抗体表达条件的摸索和优化,重组抗体纯化等一站式服务。除此之外,泰克生物还具备完善的质量体系,建立了SDS-PAGE、HPLC等多种纯度分析方法,具有丰富的纳米抗体质量评价体系经验储备,同时,还具有亲和层析、疏水层析、离子层析等多种纳米抗体纯化方法,可灵活组合,还可提供规模化生产服务。

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