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在羊驼外周血液中存在一种天然缺失轻链的抗体,该抗体只包含一个重链可变区(VHH)和两个常规的CH2与CH3区,但却不像人工改造的单链抗体片段(scFv)那样容易相互沾粘,甚至聚集成块。更重要的是单独克隆并表达出来的VHH结构具有与原重链抗体相当的结构稳定性以及与抗原的结合活性,是目前已知的可结合目标抗原的最小单位。VHH晶体为2.5nm,长4nm,分子量只有15KDa,此也被称作纳米抗体(Nanobody,Nb)。
VHH可溶性极高,不易聚集,能耐高温、强酸、强碱等致变性条件,适合于原核表达和各种真核表达系统,广泛用于开发治疗性抗体药物、诊断试剂、亲和纯化基质和科学研究等领域。
传统抗体 重链抗体 VHH
纳米抗体诸多方面均优于传统抗体。基于羊驼重链抗体的VHH单域抗体的特殊结构,兼具了传统抗体与小分子药物的优势,几乎完美克服了传统抗体的开发周期长,稳定性较低,保存条件苛刻等缺陷,逐渐成为新一代治疗性生物医药与临床诊断试剂中的新兴力量。相比于常规抗体,纳米抗体的优势有:
1.分子量小,可穿透血脑屏障;
2.原核或真核系统中高表达;
3.特异性强,亲和力高;
4.对人的免疫原性弱。
纳米抗体文库构建与固相淘选技术路线如下:
纳米抗体文库构建与淘选示意图
噬菌体展示技术的优点
噬菌体展示技术(Phage Display)是一种基因表达产物和亲和选择相结合的技术,以改造的噬菌体为载体,把待选基因段定向插入噬菌体外壳蛋白质基因区,使外源多肽表达展示噬菌体表面,进而通过亲和富集法表达多肽或蛋白质的噬菌体。
噬菌体展示技术作为一种新兴的高通量筛选技术,在基因工程抗体的制备、疾病诊断和治疗以及蛋白质间相互作用等研究领域已经广泛应用,如:
1、随机肽库,抗体库、蛋白质突变体库的构建;
2、模拟抗原表位的筛选(Screening)等。
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