噬菌體展示通俗的理解就是把要表達(dá)的蛋白與噬菌體的外殼蛋白融合表達(dá),使蛋白表達(dá)到噬菌體表面,當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程中需要保證蛋白的結(jié)構(gòu)和功能不發(fā)生改變。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)保持了其本身的活性,所以可以通過(guò)特異的反應(yīng)鑒定篩選出表達(dá)有活性蛋白的噬菌體。該技術(shù)將蛋白的表型和基因型直接聯(lián)系了起來(lái),可以實(shí)現(xiàn)高通量的篩選。
噬菌體展示文庫(kù)可廣泛用于選擇針對(duì)多種不同抗原的抗體。噬菌體展示抗體(PDA)文庫(kù)可以快速分離和鑒定用于治療和診斷的高特異性單克隆抗體。噬菌體展示抗體文庫(kù)可以分為免疫庫(kù)、天然庫(kù)和隨機(jī)肽庫(kù)。為了創(chuàng)建盡可能大的抗體庫(kù),隨機(jī)肽庫(kù)越來(lái)越受到關(guān)注,目前已經(jīng)產(chǎn)生了很多合成和半合成抗體庫(kù)。噬菌體展示抗體文庫(kù)本質(zhì)上是一種建庫(kù)和篩選技術(shù),這里我們重點(diǎn)關(guān)注將外源基因插入噬菌體外殼基因,使其表達(dá)到噬菌體外殼的建庫(kù)步驟。
為了在絲狀噬菌體表面上顯示抗體可變區(qū)并隨后回收可溶性抗體,將琥珀終止密碼子(TAG)置于抗體的編碼區(qū)和噬菌體外殼蛋白pIII之間。這種琥珀終止密碼子TAG在大腸桿菌抑制菌株如TG1或XL1 blue中表達(dá)時(shí),大約20%的時(shí)間翻譯為谷氨酰胺,而另外80%的時(shí)間翻譯為終止信號(hào),因此將琥珀終止密碼子編碼為終止信號(hào)的克隆比將琥珀終止密碼子編碼為谷氨酰胺的克隆的數(shù)量更多,也就是說(shuō)大多數(shù)噬菌體并沒(méi)有將抗體展示到噬菌體表面。由于只有融合表達(dá)外源蛋白和噬菌體衣殼蛋白的噬菌體才有可能被篩選出來(lái),而大多數(shù)的翻譯終止,所以在抑制菌株中更容易篩選到抗原特異性噬菌體。一旦選擇并克隆了抗原特異性噬菌體,就可以通過(guò)轉(zhuǎn)換到大腸桿菌非抑制菌株如HB2151表達(dá)可溶性抗體。
然而,從合成和半合成文庫(kù)中選擇陽(yáng)性結(jié)合克隆有一個(gè)固有的偏向,即克隆中會(huì)含有隨機(jī)產(chǎn)生的琥珀終止密碼子TAG,終止密碼子的存在會(huì)減緩單鏈抗體的選擇過(guò)程,并對(duì)單鏈抗體的分離和生產(chǎn)造成影響,這使得高親和力結(jié)合抗體的鑒定變得復(fù)雜。正常情況下,包含終止密碼子的單鏈抗體比例在10-30%之間波動(dòng),但對(duì)于某些特定的抗原選擇方法,這一比例可能會(huì)增加到70-100%。盡管越來(lái)越多的研究人員正在利用這項(xiàng)技術(shù),琥珀終止密碼子在可變區(qū)中的頻繁存在是一個(gè)很大程度上被忽視的問(wèn)題,因?yàn)橹挥性陉?yáng)性克隆不能通過(guò)可溶性ELISA實(shí)驗(yàn)鑒定出來(lái)的情況下,大家才會(huì)考慮終止密碼子的問(wèn)題。當(dāng)單鏈抗體存在終止密碼子時(shí),抗原特異性抗體的選擇之后必須進(jìn)行定點(diǎn)誘變,以去除每個(gè)單鏈抗體中的終止密碼子,這是一個(gè)相當(dāng)繁瑣的過(guò)程,因?yàn)槊總€(gè)單鏈抗體都需要設(shè)計(jì)不同的特異性引物,之后還要進(jìn)行測(cè)序。因此可能的替代方案是表達(dá)可溶形式的抗體-pIII融合蛋白,但這也是有問(wèn)題的——抗體-pIII融合蛋白在大腸桿菌中以較低水平表達(dá),并且由于piii蛋白自發(fā)斷裂其在功能上是異質(zhì)的。由于這些原因,抗體-pIII融合蛋白的精確定量和親和力測(cè)量也是困難的,而選擇的有功能的抗體的關(guān)鍵問(wèn)題是確定其在大腸桿菌中表達(dá)時(shí)的溶解度和與抗原結(jié)合的親和力。
因此Marcus等人將琥珀終止密碼子突變?yōu)楣劝滨0访艽a子(CAG),Barderas等人將琥珀終止密碼子突變成赭石終止密碼子(TAA),使其僅表達(dá)可溶性的目標(biāo)抗體而不表達(dá)噬菌體的衣殼蛋白pIII,這提供了一個(gè)解決方案。目前Perween等人已將TAA突變應(yīng)用于SARS CoV 2,成功產(chǎn)生了抗SARS CoV 2 RBD的人源重組scfv抗體。
泰克噬菌體抗體展示技術(shù)平臺(tái)服務(wù)優(yōu)勢(shì):
--可溶抗原的快速制備能力:結(jié)合公司現(xiàn)有的重組蛋白表達(dá)體系,能夠在短時(shí)間內(nèi)制備出高純度、高生物學(xué)活性的可溶抗原蛋白,用以支持噬菌體抗體的免疫及篩選工作。
--成熟穩(wěn)定的免疫文庫(kù)構(gòu)建技術(shù):目前我們獲得的噬菌體一級(jí)免疫文庫(kù)的庫(kù)容可達(dá)10^8-10^9,其序列豐度>99%,保證直接篩選獲得的抗體親和力達(dá)到nM甚至pM級(jí)別。
--快速可靠的候選抗體篩選及初步鑒定技術(shù):根據(jù)不同的抗體藥功能需求,開(kāi)發(fā)了多種篩選體系,包括直接篩選法、競(jìng)爭(zhēng)法、負(fù)篩選法、細(xì)胞篩選法等。