本發(fā)明涉及單域重鏈抗體技術(shù)(又稱納米抗體技術(shù)),以及基因工程抗體技術(shù),特別是針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體或多肽。
技術(shù)背景
c-myc標(biāo)簽蛋白的發(fā)現(xiàn)源于1985年evan制備獲得了一株針對(duì)人原癌基因產(chǎn)物myc蛋白的單克隆抗體9e10,此后研究發(fā)現(xiàn)該抗體識(shí)別的表位由10個(gè)氨基酸殘基組成,其序列為glu-gln-lys-leu-ile-ser-glu-glu-asp-leu,并且這10個(gè)氨基酸與其它蛋白融合表達(dá)后依然能夠保持很強(qiáng)的抗原活性,可以被相應(yīng)抗體識(shí)別,而且不受到蛋白框架的影響。因此,c-myc標(biāo)簽系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于免疫學(xué)檢測(cè)、細(xì)胞成像、親和純化以及蛋白質(zhì)工程等領(lǐng)域。
本發(fā)明公開了一種可以與c-myc標(biāo)簽特異性結(jié)合的單域重鏈抗體(即納米抗體,下同),可用于c-myc標(biāo)簽融合蛋白的檢測(cè)及純化。
目前市場(chǎng)上已經(jīng)有針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單克隆或多克隆抗體用于檢測(cè),但單克隆抗體的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程及其繁瑣和復(fù)雜,多克隆抗體來(lái)源有限。相比之下,單域重鏈抗體僅由一個(gè)結(jié)構(gòu)域組成,具有耐酸堿、耐高溫、特異性高、分子量小和可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),用單域重鏈抗體作為配基制備的純化介質(zhì)具有成本低、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體,可以被用于制備檢測(cè)和純化c-myc標(biāo)簽的試劑和工具。
本發(fā)明提供一個(gè)針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體(即本發(fā)明一種能特異性結(jié)合c-myc標(biāo)簽的納米抗體,下同),具有seqidno.:1所示的氨基酸序列。其氨基酸序列的imgt編號(hào)和結(jié)構(gòu)域的劃分包括四個(gè)框架區(qū)(frameworkregion,fr)和三個(gè)互補(bǔ)決定區(qū)(complementarity-determiningregion,cdr)。
本發(fā)明提供一個(gè)核酸分子,其特征是編碼seqidno.:1,通過(guò)遺傳密碼子可以隨時(shí)獲得該核酸分子的具體序列。
本發(fā)明還提供一個(gè)核酸分子,其特征是編碼seqidno.:1部分結(jié)構(gòu)域,通過(guò)遺傳密碼子可以隨時(shí)獲得該核酸分子的具體序列??梢詾閟eqidno.:2核酸分子。
本發(fā)明所提供的核苷酸序列或者至少部分序列可以通過(guò)合適的表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行表達(dá)以得到相應(yīng)的蛋白質(zhì)或多肽。這些表達(dá)系統(tǒng)包括細(xì)菌,酵母菌,絲狀真菌,動(dòng)物細(xì)胞,昆蟲細(xì)胞,植物細(xì)胞,或無(wú)細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種載體,包含所述核酸序列。由于遺傳密碼子具有簡(jiǎn)并性,該核酸序列可以根據(jù)不同的應(yīng)用目的而不同。
本發(fā)明還提供一種宿主細(xì)胞,包括所述蛋白質(zhì)或表達(dá)載體。
本發(fā)明還提供一種檢測(cè)c-myc標(biāo)簽的方法,含有本發(fā)明所述針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體?;诒景l(fā)明提供的針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體與c-myc標(biāo)簽特異性結(jié)合的能力,建立c-myc標(biāo)簽的檢測(cè)方法。其中,優(yōu)選的方法包括酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linkedimmunosorbentassay,elisa),熒光免疫法(fluoroimmunoassay,fia),免疫芯片法,親和層析法和免疫層析法等。
本發(fā)明所提供的氨基酸序列可以作為前體,通過(guò)隨機(jī)或定點(diǎn)突變技術(shù)進(jìn)行改造,能夠獲得性質(zhì)(水溶性、穩(wěn)定性、親和力以及特異性等)更好的突變體,該突變體能與c-myc標(biāo)簽特異性結(jié)合。
本發(fā)明還涉及前述針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體在免疫檢測(cè)、富集以及純化中的應(yīng)用。這些免疫檢測(cè)指的是非疾病診斷治療目的的免疫檢測(cè)。
本發(fā)明還涉及針對(duì)c-myc標(biāo)簽的免疫親和吸附材料,包括載體,搭載在載體上的配基,其特征在于該材料以針對(duì)c-myc標(biāo)簽的納米抗體作為配基,所述針對(duì)c-myc標(biāo)簽的納米抗體具有seqidno.:1所示的氨基酸序列。載體材料不限于瓊脂糖凝膠,也可以選用硅球、納米磁珠等。
本發(fā)明所敘述的一些術(shù)語(yǔ)具有如下含義:
結(jié)構(gòu)域:蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位,通常具有一定的功能。
imgt編號(hào):imgt數(shù)據(jù)庫(kù)(theinternationalimmunogeneticsdatbase)中的一種已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的抗體氨基酸序列編號(hào)方法。具體編號(hào)方法可以參考文獻(xiàn)(ehrenman,f.,q.kaas,et.al.(2010).imgt/3dstructure-dbandimgt/domaingapalign:adatabaseandatoolforimmunoglobulinsorantibodies,tcellreceptors,mhc,igsfandmhcsf.nucleicacidsres38(databaseissue):d301-307.lefranc,m.p.,c.pommie,etal.(2003).imgtuniquenumberingforimmunoglobulinandtcellreceptorvariabledomainsandigsuperfamilyv-likedomainsdevcompimmunol27(1):55-77.)中的描述。
密碼子(codon):又稱為三連體密碼子(tripletcode),指對(duì)應(yīng)于某種氨基酸的核苷酸三聯(lián)體。在轉(zhuǎn)譯過(guò)程中決定該種氨基酸插入生長(zhǎng)中多肽鏈的位置。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)單域重鏈抗體(多肽)的制備、分析及應(yīng)用,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明,這些具體實(shí)施例不應(yīng)以任何方式被解釋為限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
實(shí)施例1:
抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體(即針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體)免疫文庫(kù)的構(gòu)建
將c-myc標(biāo)簽與牛血清白蛋白(bovineserumalbumin,bsa)共價(jià)偶聯(lián),得到c-myc人工抗原c-myc-bsa,取300μgc-myc-bsa與弗氏完全佐劑乳化后,對(duì)羊駝(lamapacos)進(jìn)行皮下多點(diǎn)注射免疫。加強(qiáng)免疫采用150μgc-myc-bsa與弗氏不完全佐劑乳化,間隔2周進(jìn)行,每次免疫7天后靜脈取血,采用間接elisa法測(cè)定血清效價(jià),選擇血清效價(jià)最高的樣品分離淋巴細(xì)胞,提取rna。
rna的提取參照takara公司rnaiso試劑說(shuō)明書進(jìn)行。以rna為模板,oligodt為引物,參照takara公司反轉(zhuǎn)錄酶說(shuō)明書合成cdna第一鏈。
采用primestar高保真dna聚合酶,經(jīng)巢式pcr獲得重鏈抗體的可變區(qū)編碼基因(采用的引物見表1)。第一輪pcr分別以引物alpvh-ld和ch2-r擴(kuò)增cdna,反應(yīng)條件為,98℃,10s,55℃,20s,72℃,1min,20個(gè)循環(huán),98℃,10s,68℃,1min,72℃延伸10min。
將第一輪pcr產(chǎn)物用1.2%的瓊脂糖凝膠電泳,回收600bp~750bp的dna片段,作為第二輪pcr的模板,分別用引物alpvh-sfii和alpvhhr1-noti,alpvh-sfii和alpvhhr2-noti,進(jìn)行擴(kuò)增,反應(yīng)條件為,98℃,10s,50℃,20s,72℃,40s,5個(gè)循環(huán),98℃,10s,68℃,40s,30個(gè)循環(huán),72℃延伸10min。經(jīng)dna片段回收試劑盒回收、定量,于-20℃保存?zhèn)溆?。將噬菌粒phen1和pcr擴(kuò)增產(chǎn)物分別用sfii、noti雙酶切,經(jīng)瓊脂糖凝膠回收、定量后,以1∶3摩爾比,在16℃,過(guò)夜連接。
表1文庫(kù)構(gòu)建及鑒定所用的引物
注:下劃線表示限制性內(nèi)切酶識(shí)別序列
連接產(chǎn)物經(jīng)乙醇沉淀后,溶于10μl無(wú)菌水,分十次進(jìn)行電穿孔轉(zhuǎn)化大腸桿菌tg1。取10μl電擊、培養(yǎng)后的菌液倍比稀釋,涂布氨芐青霉素2×yt培養(yǎng)板,計(jì)算庫(kù)容。其余部分全部涂布于24cm×24cm氨芐青霉素2×yt培養(yǎng)板,37℃,倒置培養(yǎng)13~16h。用10ml,2×yt培養(yǎng)基將培養(yǎng)板上的菌苔刮洗后,加入終濃度20~30%甘油,分裝,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
根據(jù)計(jì)算的庫(kù)容量結(jié)果,接種10倍庫(kù)容量的活細(xì)胞于20ml的2×yt(含2%葡萄糖,100μg/ml氨芐青霉素),37℃,200r/min培養(yǎng)至od600達(dá)0.5,按感染復(fù)數(shù)20∶1加入輔助噬菌體,37℃,200r/min,60min。將培養(yǎng)物離心,用50ml的2×yt(含100μg/ml氨芐青霉素和50μg/ml卡那霉素)重懸沉淀,37℃,200r/min過(guò)夜培養(yǎng)后,8000rpm離心取上清,加入5×peg/nacl溶液,冰上放置1.5h或4℃過(guò)夜,8000rpm離心30min,重懸沉淀于含10%甘油的磷酸緩沖液(pbs,0.01m,ph7.4),即得到抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體免疫文庫(kù),取10μl測(cè)定滴度,其余分裝于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
實(shí)施例2:
抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的淘選與鑒定
采用固相親和淘選的方法從實(shí)施例1所得抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體免疫文庫(kù)中淘選針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體。向每個(gè)酶標(biāo)孔中加入120μl用pbs稀釋的myc-gst融合蛋白(myc標(biāo)簽與谷胱甘肽融合的蛋白),4℃,包被過(guò)夜,每輪淘選的包被濃度分別為100,75,50μg/ml;吸出包被液,pbs洗板5次,每孔加入300μl3%bsa-pbs,37℃,封閉2h;pbs洗板5次,加入100μl噬菌體抗體文庫(kù)(約含1×1011cfu),37℃,孵育2.0h;吸出未結(jié)合的噬菌體,用pbst(含0.5%tween-20)洗板3-5次(逐輪增加5次),再用pbs洗板15-25次;以100μl洗脫液(甘氨酸-鹽酸,ph2.2)洗脫吸附在酶標(biāo)孔中的噬菌體,用35μltris-hcl(1mol/l,ph8.0)中和洗脫物,取10μl用于滴度測(cè)定,其余125μl洗脫物擴(kuò)增后用于下一輪淘選。
經(jīng)四輪淘選后,采用輔助噬菌體km13對(duì)隨機(jī)挑取的單克隆進(jìn)行救援,分別得到展示抗體可變區(qū)的噬菌體顆粒,再用間接phage-elisa測(cè)定噬菌體顆粒的結(jié)合活性和特異性,實(shí)驗(yàn)設(shè)定對(duì)照,具體加樣步驟見表2。
表2間接phage-elisa加樣表
將elisa陽(yáng)性克隆送生物技術(shù)服務(wù)公司進(jìn)行序列測(cè)定,得到插入片段的dna序列,其編碼針對(duì)c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體。
dna序列(seqidno.:2):
cagttgcagctcgtggagtcagggggaggcttggtgcggcctggggagtctctgagactctcctgtgacgcctcatcgtctgaacctcctttgcttgcctatgtcgtaagctggttccgccaggtcccaggcaaggagcgtgagggcatctcatgtagcagtagtagtggagtgcgtaacagttatgcggactccgtgaagggtcgattcaccatctctagagacaaccataagaacacagtgtatcttcaaatgaatagcctgcaagctgaggacacagccatttattactgtgcagcggcccgcctcggagcaaggggatgcgactttcgggaggaccttcagggcacctggggccagggcacccaggtcaccgtctcctcc
編碼具有seqidno.:1所示的氨基酸序列:
qlqlvesggglvrpgeslrlscdassseppllayvvswfrqvpgkeregiscssssgvrnsyadsvkgrftisrdnhkntvylqmnslqaedtaiyycaaarlgargcdfredlqgtwgqgtqvtvss。
實(shí)施例3:
抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的規(guī)模制備
編碼抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的dna片段的獲?。?.采用限制性內(nèi)切酶sfii/noti,雙酶切噬菌粒phen-anti-c-myc單域重鏈抗體基因,瓊脂糖凝膠電泳回收抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體基因;2.直接將抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體編碼序列送生物技術(shù)服務(wù)公司進(jìn)行化學(xué)合成;3.設(shè)計(jì)特異性引物,通過(guò)pcr技術(shù)從羊駝(lamapacos)來(lái)源的cdna庫(kù)中擴(kuò)增。
將得到的抗c-myc標(biāo)簽標(biāo)簽單域重鏈抗體基因片段克隆至表達(dá)載體pet25-flag(已將載體本身所帶c-myc標(biāo)簽替換為flag標(biāo)簽:dykddddk),經(jīng)pcr和酶切鑒定,構(gòu)建完成抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的大腸桿菌表達(dá)質(zhì)粒。
將表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至大腸桿菌rosetta,挑取單菌落進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)。將單菌落接入5mllb-a(luria-bertanibrothwith100μg/mlampicillin)液體培養(yǎng)基中,37℃、220r/min振蕩培養(yǎng)12h;以1%培養(yǎng)基體積的接種量將其轉(zhuǎn)接到50mllb-a液體培養(yǎng)基中,37℃、220r/min振蕩培養(yǎng)至od600達(dá)到0.5(約需3~3.5h),加入終濃度0.1mm的iptg,30℃、200r/min誘導(dǎo)培養(yǎng)。
誘導(dǎo)培養(yǎng)物8000r/min離心,在細(xì)胞沉淀中加入25ml磷酸緩沖液(ph7.4)混勻,8000r/min離心,去上清,保留細(xì)胞沉淀;在細(xì)胞沉淀中加入15ml相同緩沖液,混勻,冰上超聲波細(xì)胞破碎處理,超聲破碎條件為200w,破碎2s,間歇5s,共250個(gè)循環(huán),在4℃下對(duì)細(xì)胞破碎物8000r/min離心15min,取上清進(jìn)行親和層析純化和sds-page電泳分析,或在上清中加入終濃度20%的甘油,混勻,保存于-20℃冰柜待用。
通過(guò)優(yōu)化誘導(dǎo)表達(dá)條件(如宿主菌、表達(dá)載體、誘導(dǎo)培養(yǎng)時(shí)間、溫度以及iptg濃度等),可以進(jìn)一步提高目的蛋白(單域重鏈抗體)表達(dá)量,為大量制備抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體提供了途徑。
實(shí)施例4:
抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的融合表達(dá)
將本發(fā)明抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體基因克隆至融合表達(dá)載體pap(含有堿性磷酸酶基因),經(jīng)pcr和酶切鑒定,構(gòu)建完成抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的堿性磷酸酶融合表達(dá)質(zhì)粒。
堿性磷酸酶可以非特異性催化磷酸單酯水解生成無(wú)機(jī)磷酸和相應(yīng)的醇、酚或糖類化合物。該酶常作為信號(hào)元件用于elisa、免疫印跡、組織化學(xué)等檢測(cè)方法。融合表達(dá)質(zhì)粒將抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體融合于堿性磷酸酶的n端,參考應(yīng)用實(shí)例3中的表達(dá)方法,可以在大腸桿菌中表達(dá)、純化出融合蛋白ap-anti-c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體。
實(shí)施例5:
抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體用于親和純化材料的制備
1)c-myc標(biāo)簽免疫親和磁珠的小量制備
采用納米磁珠作為載體,偶聯(lián)抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體后,得到c-myc標(biāo)簽免疫磁珠,具體制備方法如下:
取1mg羧基修飾的磁珠于離心管中,加入500μl活化緩沖液(10mm,nah2po4,ph6.0),渦旋混合均勻,磁力架回收磁珠,再用活化緩沖液洗滌3遍。分別加入2mg碳二亞胺(edc)和n-羥基琥珀酰亞胺(nhs),渦旋混合后,靜置25min。用偶聯(lián)緩沖液(10mm,na2hpo4,ph7.4)洗滌磁珠3遍,加入溶于偶聯(lián)緩沖液的抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體1mg,室溫反應(yīng)3.5h,用偶聯(lián)緩沖液洗滌磁珠5次,加入500μl含1%(w/v)牛血清白蛋白(bsa)或1%(w/v)卵清蛋白(ova)的偶聯(lián)緩沖液封閉未反應(yīng)的活性基團(tuán),室溫反應(yīng)35min。用偶聯(lián)緩沖液洗滌磁珠5次,pbs溶液(10mm,ph7.2,0.02%w/v,na3n)重懸后保存于4℃。
2)c-myc標(biāo)簽免疫親和吸附材料及親和柱的制備
采用瓊脂糖微球作為載體,偶聯(lián)抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體,具體制備方法如下:
將cnbr活化的干膠用0.1mhcl洗滌10次,每次平衡5min。用偶聯(lián)緩沖液(10mm,na2hpo4,ph7.2)洗滌10次,加入抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體(2mg/每克瓊脂糖微球),室溫反應(yīng)3.5h,使抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體與cnbr活化的瓊脂糖凝膠微球共價(jià)偶聯(lián)。用偶聯(lián)緩沖液(10mm,na2hpo4,ph7.2)洗滌3次后,加入封閉液室溫反應(yīng)2.5h以封閉未反應(yīng)的活性基團(tuán)。用6倍膠體積的磷酸緩沖液(10mm,ph7.2)和醋酸緩沖液(0.1m,ph4.5)交替洗滌3次,得到共價(jià)偶聯(lián)了抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的免疫親和吸附材料。取0.2ml上述免疫親和吸附材料于容量為1ml的層析柱,8~10倍柱床體積的pbs(10mm,ph7.2)洗滌后,加入20%乙醇溶液,4℃保存。
3)c-myc標(biāo)簽免疫親和吸附材料及親和柱的制備
采用硅膠微球作為載體,偶聯(lián)抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體,具體制備方法如下:
取2g硅膠微球用純水和磷酸緩沖液(pbs,10mm,ph6.5)交替洗滌6~10次,用10mlpbs緩沖液懸浮硅膠微球,加入5mg抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體,混勻,加入終濃度5mg/ml的碳二亞胺(edc),迅速混勻,4℃攪拌反應(yīng)12~20h,得到共價(jià)偶聯(lián)了抗c-myc標(biāo)簽單域重鏈抗體的免疫親和吸附材料。取0.2ml上述免疫親和吸附材料于容量為1ml的層析柱,58~10倍柱床體積的pbs(10mm,ph6.5)洗滌后,加入含0.02%(w/v)na3n的pbs(10mm,ph6.5),4℃保存。
4)c-myc標(biāo)簽親和層析柱的吸附量、重復(fù)使用測(cè)定
用6倍柱床體積pbs(10mm,ph7.2)清洗柱子,加入蛋白樣品溶液,流出液重新過(guò)柱。然后用3倍柱床體積純水淋洗,再用甘氨酸鹽酸(ph2.2)洗脫特異性吸附的含c-myc標(biāo)簽重組蛋白,收集的洗脫液,即為純化后的蛋白溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,裝填有1ml1)、2)、3)制備的親和柱/磁珠可以特異性吸附目的蛋白。重復(fù)使用10次之后,回收率仍然大于80%??梢酝ㄟ^(guò)生物學(xué)方法大量培養(yǎng)生產(chǎn)配基為單域重鏈抗體,避免了人工抗體等繁瑣生產(chǎn)方法,大大降低了生產(chǎn)成本,并且可重復(fù)使,應(yīng)用前景廣闊。
實(shí)施例6:
抗c-myc標(biāo)簽的納米抗體的耐熱實(shí)驗(yàn)
通過(guò)elisa實(shí)驗(yàn)對(duì)納米抗體熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定,實(shí)驗(yàn)方法如下:
取濃度為5μg/mlmyc-gst蛋白,以每孔100μl加入96孔酶標(biāo)板中,4℃包被過(guò)夜;0.05%pbst洗板3次;3%的脫脂牛奶37℃封閉lh;加入稀釋后的c-myc納米抗體,每孔100μl,37℃,孵育1h;加入1:2000工作濃度hrp標(biāo)記的抗his標(biāo)簽二抗,每孔加入100μl,37℃,孵育1h;加入tmb顯色液,每孔加入100μl;在多組不同在溫度下孵育30min;反應(yīng)結(jié)束后,加入2m硫酸終止反應(yīng),每孔加入50μl,混勻終止反應(yīng)后測(cè)定450nm吸光值。
結(jié)果顯示即使溫度高達(dá)70℃、80℃、90℃,蛋白活性依然具有生物活性,od450值分別為1.4、1.2、1.0,具有較好的耐熱性。
sequencelisting
<110>南昌大學(xué)
<120>一種能特異性結(jié)合c-myc標(biāo)簽的單域重鏈抗體
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<160>9
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