纳米抗体作为一种用途广泛的小分子抗体,因其体积小、亲水性强、稳定性好、易于生产等优势越来越受欢迎,尤其在疾病诊断与治疗、病原检测、药物残留分析、环境监测等领域都展现出了良好的应用前景。
纳米抗体(Nanobody,Nb)指重链单域抗体VHH(variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody) ,该类抗体只包含一个重链可变区(VHH)和CH2,CH3区,相比于其他抗体,轻链天然缺失。纳米抗体晶体直径2.5nm,长4nm,分子量一般在12-15KD,是自然存在的可以和抗原结合的最小片段。
纳米抗体VHH的表面大概只有10个氨基酸与人VH的不同,在FR2中存在有四个特异的氨基酸:普通抗体FR2中V37、G44、L45和W47这4个氨基酸残基是在进化中相当保守的疏水性残基,而VHH中,这四个突变为亲水性的氨基酸残基F37、E44、 R45、G47,增加了VHH的水溶性。利用这一特性,可将人源抗体VH的序列进行优化,对FR2中的一些氨基酸进行VHH特征性改造,从而使VH抗体的稳定性和溶解性更好,并且保持原有的特异性和亲和力。
纳米抗体和传统抗体的优劣对比
性能 | 传统抗体 | 纳米抗体 |
抗体表达 | 在哺乳表达系统中表达,周期长、成本高 | 既可在哺乳系统中表达,又可在大肠杆菌表达系统中表达,表达的抗体具有高水溶性、易复性 |
抗体稳定性 | 易失活,高温或极度PH下失效或分解 | 高稳定性,高耐性,90℃处理后依然保持较高的活性 |
免疫原性 | 较高 | 较低 |
组织穿透力 | 较低 | 较高,可穿透血脑屏障 |
半衰期 | 较长 | 较短,血清清除速度快 |
纳米抗体的制备
目前,制备纳米抗体主要途径使用免疫库和天然库进行制备。普健生物通过十余年的抗体发现技术的积累和迭代,具备完善的纳米抗体天然库和免疫库制备平台,提供羊驼免疫,纳米抗体VHH噬菌体建库及淘选技术服务,更有千亿级VHH纳米抗体天然噬菌体文库可淘选各类靶点抗原,大大缩短药物开发周期。
服务项目 | 服务内容 | 服务周期 | 交付内容 |
天然库淘选 | 3-4轮淘选 多克隆ELISA验证 单克隆ELISA验证 阳性克隆ELISA验证 测序 实验报告 |
4周 | 阳性菌株1-3株 VHH序列1-3条 技术服务报告 |
免疫库建库及淘选 | 抗原质检 羊驼免疫 噬菌体文库构建 噬菌体文库淘选 |
10周 | 噬菌体免疫文库(大于5*108 pfu的phage) 阳性菌株5-10株 VHH序列5-10条 技术服务报告 |
针对靶点B的特异性纳米抗体制备过程
普健生物可以提供针对特定靶点的特异性纳米抗体定制服务,包括抗原检测,羊驼免疫,采血,效价检测,纳米抗体噬菌体库构建及淘选,特异性高亲和力纳米抗体筛选,表达,检测一条龙服务。亲和力可以达到108~1010M级别。
1. 靶点B免疫羊驼,进行四轮免疫后采血提取PBMC,经RNA提取,反转录获得cDNA后扩增获取VHH可变区片段;
2. 免疫羊驼纳米抗体库的构建:
将获得的VHH可变区片段连入噬菌体展示载体,电转宿主菌,最终获得库容为8.76x10^9纳米抗体库,插入正确率为100%
3. 免疫羊驼纳米抗体库的淘选及筛选:
利用构建的免疫羊驼纳米抗体库,针对靶点B蛋白,完成三轮淘选,其淘选富集度如下:
筛选96个克隆,其中阳性克隆共94个,阳性率为97.9%。
排除重复序列,最终获得了7条不同的抗体序列。将这些抗体序列表达成可溶性的VHH抗体蛋白,进行再次验证,结果如下:
随机挑选两条抗体蛋白进行亲和力测定,结果如下:
R1P1-A10:KD:6.49E-09M
R1P1-H12:KD:1.52E-07M