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单克隆抗体表位作图

简要描述:

单克隆抗体技术的出现,促进了免疫学等学科的发展,该技术广泛用于医学领域,已成为重要的临床诊断手段和有效的药物治疗方法, 特别是治疗性单克隆抗体已成为近几年来生物制药业发展迅速的领域之一, 同时,也为一些新技术提供了基础平台,如抗体偶联药物、双特异性抗体及新兴的CAR-T细胞治疗等。

更新时间:2020-05-11

技术背景:

单克隆抗体技术的出现,促进了免疫学等学科的发展,该技术广泛用于医学领域,已成为重要的临床诊断手段和有效的药物治疗方法, 特别是治疗性单克隆抗体已成为近几年来生物制药业发展迅速的领域之一, 同时,也为一些新技术提供了基础平台,如抗体偶联药物、双特异性抗体及新兴的CAR-T细胞治疗等。单克隆抗体作为一种治疗恶性肿瘤和炎症性疾病的被动免疫制剂进入临床使用,再进一步发展至其他领域,包括神经系统疾病(如阿尔兹海默病等)及自身免疫疾病(如红斑狼疮等)。
  抗体功能取决于其与靶抗原结合的表位,表位是抗原的一部分,与抗体的可变区结合,与不同表位结合发挥特定的功能,这些功能可能表现为抑制活性或激活某个信号等。单克隆抗体的表位分析能促进抗体治疗的发展,指导疫苗的设计,评估免疫者体内保护性抗体的反应,或是定位抗菌剂作用于病原微生物的靶点。单克隆抗体与相应抗原的反应性决定于其所识别的抗原表位,确定相应表位在抗原结构上的位置是单克隆抗体筛选中关键步骤。同时,可进一步分析这类表位的差异,正确评价单克隆抗体的特异性和交叉反应性,可用于评价某抗原表位是某种菌株不同血清型的共同表位,还是特异表位。
  随着抗体技术的发展,抗原表位分析显得尤为重要,由于单克隆抗体具有高度均一性及对靶分子的高亲和性、特异性,已广泛应用于自身免疫性疾病、炎性疾病和癌症的治疗。单克隆抗体与相应抗原的反应性决定于其所识别的抗原表位,确定相应表位在抗原结构上的位置是单克隆抗体筛选中的关键步骤。现在几种单克隆抗体表位的分析方法,包括ELISA法、生物酶解法及化学切割法、噬菌体随机肽库、X-射线晶体学、丙氨酸扫描、氢氘交换质谱(hydrogen/deuteriumexchange mass spectrometry, HDX-MS)、生物信息学表位预测方法等等,艾柏森公司基于多种成熟的技术平台,提供完善多样的单克隆抗体表位作图技术,包括几种单克隆抗体表位的分析方法,客户可有X-射线晶体学,肽库,LC-MS,三维电镜,生物信息学预测多种选择。

技术原理:

蛋白质抗原被降解为小片段,经测序后确定抗体结合的位点。虽然其结果在蛋白化学中是非常完美的例子,但是要确定某一抗原的全部表位需要大量的时间。分子克隆技术和肽链合成方法的进展极大地促进了表位作图方法的改进。现已可以通过诱变、蛋白质合成或蛋白竞争结合方法鉴定其表位。此外,表位序列测定的应用对抗体结合表位的分析具有显著的优越性。表位作图方法也可用在其他方面的研究,如蛋白质功能活性的定位,以及特殊标志的结合区分析。通过重组cDNA克隆的Tn5转座子诱变技术获得的疟原虫表面抗原表位作图。

表位分类:

表位可根据其功能的不同分为两种不同类型:

①线性表位(linear):为小的线状肽链序列,约为5~20个氨基酸;

②构象表位(conformational):由蛋白折叠而形成的较大的区域。抗原—抗体结合晶体结构研究表明存在两种类型的表位。

线性表位的抗体结合位点与其氨基酸侧链骨架之间形成了较强的多样性结构,并与相邻的肽链序列连接在一起,这些表位也被称为连续性表位。事实上线性表位需要某些局部的结构变形或为紧密的、但并非连续的氨基酸序列,如那些兼性螺旋结构。因此,所谓线性表位的描述是不够确切的。所有与抗体结合位点功能相关的结构,均位于一个肽链片段之中。而来自于该片段之外的其他序列,对于抗体结合位点的构成并非重要。

构象表位宜对较大的蛋白区表位作图。这些表位表现出侧链间的相互作用,虽然在折叠蛋白质结构中构象表位彼此非常靠近,但其间被较长的线性序列相互隔开。连续性表位或接近连续性的氨基酸序列对蛋白质的降解作用有抵抗能力。而那些非连续性表位结构在蛋白质未能折叠的情况下将会失去活性,这也是两种不同表位在功能上不同的关键所在。

在免疫印迹反应中,抗体能够识别耐蛋白降解的表位,它们在蛋白抗原上的结合位点能够被精确地定位,直到很小的肽链片段。

构象表位的精确定位极为困难。竞争性试验可用来确定2个或2个以上的抗体是否识别相同的蛋白质抗原空间不连续表位或重叠位点。大分子蛋白质常含有50—100个氨基酸组成的不连续折叠构象。因此,利用重组DNA技术,可以定位那些构象性表位,至少可以确定其肽链片段。

用途:

检测免疫反应特异性或不同抗体的鉴别;

用来确定蛋白质的特性:如蛋白质的位点、蛋白质片段的来源以及蛋白质在细胞中的定位。

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