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抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用

阅读:265发布:2021-12-11

专利汇可以提供抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab 抗体 及其制备方法、应用涉及基因工程技术及制备血吸虫病 治疗 药物领域。应用 定位 于日本血吸虫成虫表膜、尾蚴膜、童虫膜、虫卵卵壳及卵内毛蚴膜的单抗NP11-4,利用基因工程技术提取杂交瘤细胞株总RNA,RT-PCR方法扩增VH、VL基因,将鼠源VH、VL分别与人IgG1的CH1、CL通过PCR扩增Fd及全长L,再利用重叠延伸PCR以Fd和L基因为模板扩增嵌合Fab基因,将嵌合Fab基因与载体pComb3XSS酶切、连接,克隆至大肠杆菌Top10F’,诱导目的蛋白可溶性表达。表达的抗日本血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体N端从第1个 氨 基酸到第215个氨基酸为嵌合Fab抗体的L链,从第216个氨基酸到第488个氨基酸为嵌合Fab抗体的Fd段,两者之间由二硫键相连,嵌合Fab抗体全长488个氨基酸。,下面是抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用专利的具体信息内容。

1、一种抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体,即抗日本血吸虫单克隆抗 体NP11-4嵌合Fab抗体N端从第1个基酸到第215个氨基酸为嵌合Fab抗体 的全长L链,从第216个氨基酸到第488个氨基酸为嵌合Fab抗体的Fd段,两 者之间由二硫键连接,全长488个氨基酸,其氨基酸序列为:
Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val Ser Leu Gly Asp Gln Val Ser Ile Ser Cys Arg
Ser Ser Gln Ser Ile Val His Ser Asn Gly Asn Thr Tyr Leu Glu Trp Tyr Leu Gln Lys
Pro Gly Gln Ser Pro Lys Pro Leu Ile Tyr Lys Val Ser Asn Arg Phe Ser Gly Val Pro
Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Lys Ile Ser Arg Val Glu
Ala Glu Asp Leu Gly Val Tyr Tyr Cys Phe Gln Gly Ser His Val Pro Tyr Thr Phe Gly
Gly Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro
Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr
Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln
Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr
Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly
Leu Ser Leu Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys Lys Tyr Leu Leu Pro Thr
Ala Ala Ala Gly Leu Leu Leu Leu Ala Ala Gln Pro Ala Met Ala Leu Glu Val Gln
Leu Gln Gln Ser Gly Pro Glu Leu Val Arg Pro Gly Ser Ser Val Lys Ile Ser Cys Lys
Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Asn Phe Trp Leu Gly Trp Val Lys Gln Arg Pro Gly His
Gly Leu Glu Trp Ile Gly Asp Ile Tyr Pro Gly Gly Val Tyr Ile Asn Tyr Asn Glu Lys
Phe Lys Gly Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Thr Ser Ser Ser Thr Ala Tyr Met Gln Leu
Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Val Phe Val Tyr Phe Cys Ala Arg Val Gly Tyr Asp Gly
Ser Ser Gln Ser Leu Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ala Ala Ser Thr
Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Lys Thr Ser Gly Gly Thr Ala
Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn Ser
Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu Tyr
Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys
Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys Ser Cys
Asp Lys Thr Ser Gly Gln Ala Gly Gln His His His His His His Gly Ala Tyr Pro Tyr
Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser。
2、权利要求1所述的抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体的制备方法, 该蛋白是利用基因工程抗体技术制备,具体方法如下:
单克隆抗体NP11-4可变区基因克隆:
复苏抗日本血吸虫单抗NP11-4杂交瘤细胞,应用Trizol试剂,按照说明书提 取杂交瘤细胞总RNA,(5~10)×106杂交瘤细胞加1毫升的Trizol溶液,充 分混匀后,倒入1.5毫升离心管中,室温静置5分钟,再加入200微升的氯仿, 用摇晃离心管15秒,充分混匀,4℃静置5分钟,后12000rmp4℃离心15分 钟,将约500微升的上层相转入新的1.5毫升离心管中,加入0.5毫升异丙醇, 混匀后4℃静置5分钟,后12000rmp4℃离心10分钟,小心倒掉上清,留取沉 淀,加1毫升预冷的现配75%的乙醇振荡洗涤RNA沉淀一次,后7500rmp4℃离 心5分钟,小心倒掉上清,取沉淀置超净工作台机吹干,在管中加20微升 的DEPC水溶解RNA,提取的RNA通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),在 反转录酶作用下逆转录获得cDNA;设计19条VH上游引物和17条VK上游引物, 4条VH下游引物和3条VK下游引物引物:
VK5’上游引物:
VK-1
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TCC AGC TGA CTC AGC C-3’
VK-2
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCW CCC AGT C-3’
VK-3
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGM TMA CTC AGT C-3’
VK-4
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGY TRA CAC AGT C-3’
VK-5
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TRA TGA CMC AGT C-3’
VK-6
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTM AGA TRA MCC AGT C-3’
VK-7
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTC AGA TGA YDC AGT C-3’
VK-8
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TYC AGA TGA CAC AGA C-3’
VK-9
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCA WCC AGT C-3’
VK-10
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG WGC TSA CCC AAT C-3’
VK-11
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTS TRA TGA CCC ART C-3’
VK-12
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTK TGA TGA CCC ARA C-3’
VK-13
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CBC AGK C-3’
VK-14
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TAA CYC AGG A-3’
VK-15
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CCC AGW T-3’
VK-16
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CAC AAC C-3’
VK-17
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTT TGC TGA CTC AGT C-3’
VK3’下游引物
VK R1
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT KAT TTC CAG YTT GGT CCC-3’
VK R2
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT TAT TTC CAA CTT TGT CCC-3’
VK R3
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT CAG CTC CAG CTT GGT CCG-3’
VH 5’上游引物
VH 1
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR MAG CTT CAG GAG TC-3’
VH 2
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTB CAG CTB CAG CAG TC-3’
VH 3
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG CTG AAG SAS TC-3’
VH 4
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAR CTG CAA CAR TC-3’
VH 5
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAG CTB CAG CAR TC-3’
VH 6
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAR CTG CAG CAG TC-3’
VH 7
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAC GTG AAG CAG TC-3’
VH 8
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GT GAAS STG GTG GAA TC-3’
VH 9
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AWG YTG GTG GAG TC-3’
VH 10
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG SKG GTG GAG TC-3’
VH 11
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAM CTG GTG GAG TC-3’
VH 12
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG CTG ATG GAR TC-3’
VH 13
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAR CTT GTT GAG TC-3’
VH 14
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR AAG CTT CTC GAG TC-3’
VH 15
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAR STT GAG GAG TC-3’
VH 16
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTT ACT CTR AAA GWG TST G-3’
VH 17
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAA CTV CAG CAR CC-3’
VH 18
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAC TTG GAA GTG TC-3’
VH 19
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG GTC ATC GAG TC-3’
VH 3’下游引物
VH R1
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC CGT GGT-3’
VH R2
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC TGT GAGAGT GGT-3’
VH R3
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGC AGA GAC AGT GAC CAG AGT-3’
VH R4
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC TGA GGT-3’
将VK 5’上游引物、VK 3’下游引物、VH 5’上游引物,VH 3’下游引物 各溶为终浓度100pmol/ul,然后均以1:1体积比例混匀,分别扩增VH、VL基因, 扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循环; 最后72℃延伸10分钟,电泳回收、纯化扩增的基因片段,连至pMD-18T载体, 转化大肠杆菌XL1-blue,测序后获得轻链、重链可变区序列,序列如下:
VL 342bp
GAG CTC GAT ATT TTG ATG ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA
GAT CAA GTC TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA
AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA AAG CCC CTG
ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA GAC AGG TTC AGT GGC AGT
GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG
GGA GTT TAT TAC TGC TTT CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG
ACC AAA CTG GAA ATC AAA
VH 366bp
CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA
GTG AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT
TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT TAC CCT
GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT
GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG
GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT
CTT GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA
嵌合Fab基因的克隆:
根据上述序列分别设计扩增构建嵌合Fab基因的Fd上游引物: 5-G C T G C C C A A C C A G C C A T G G C C-3,下游引物: 5-A G A A G C G T A G T C C G G A A C G T C-3,L上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GGCCATGGCTGGTTGGGCAGC-3,嵌合Fab的上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGAGAAGCGTAGTCCGGAACGTC-3,扩增 嵌合Fab基因的上下游引物均引入SfiI的酶切位点,将纯化后的重链可变区基因 VH与人IgG1的CH1、轻链可变区基因VL与人IgG1的CL通过PCR扩增Fd及全 长L,扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循 环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳分别回收、纯化扩增的Fd、L基 因片段,再采用重叠延伸PCR将Fd、L基因连接成嵌合Fab基因,扩增条件为 将Fd及全长L混匀,在无外加引物的情况下,互为引物和模板,PCR反应94℃ 5分钟,94℃ 50秒,55℃ 50秒,72℃ 60秒,扩增6个循环后,在反应体系中 加入嵌合Fab的上游引物和下游引物,PCR反应94℃ 30秒,60℃ 50秒,72℃ 50 秒,扩增20个循环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳回收、纯化嵌合Fab 基因片段,连接至pMD-18T,转化感受态大肠杆菌Top10F,测序验证得到正确 的嵌合Fab基因片段,序列如下:
ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC
TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA
AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA
AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA
GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG
ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TAT TAC TGC TTT
CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG
GAA ATC AAA CGA ACT GTG GCT GCA CCA TCT GTC TTC ATC TTC CCG
CCA TCT GAT GAG CAG TTG AAA TCT GGA ACT GCC TCT GTT GTG TGC
CTG CTG AAT AAC TTC TAT CCC AGA GAG GCC AAA GTA CAG TGG AAG
GTG GAT AAC GCC CTC CAA TCG GGT AAC TCC CAG GAG AGT GTC ACA
GAG CAG GAC AGC AAG GAC AGC ACC TAC AGC CTC AGC AGC ACC CTG
ACG CTG AGC AAA GCA GAC TAC GAG AAA CAC AAA GTC TAC GCC TGC
GAA GTC ACC CAT CAG GGC CTG AGC TTG CCC GTC ACA AAG AGC TTC
AAC AGG GGA GAG TGT TAG TTC TAG ATA ATT AAT TAG GAG GAA TTT
AAA ATG AAA TAC CTA TTG CCT ACG GCA GCC GCT GGA TTG TTA TTA
CTC GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG
TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG AAG ATA TCC
TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT TGG
GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT
TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC
AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG
CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT
GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT GCT TAC TGG
GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA GCC TCC ACC AAG GGC
CCA TCG GTC TTC CCC CTG GCA CCC TCC TCC AAG AGC ACC TCT GGG
GGC ACA GCG GCC CTG GGC TGC CTG GTC AAG GAC TAC TTC CCC GAA
CCG GTG ACG GTG TCG TGG AAC TCA GGC GCC CTG ACC AGC GGC GTG
CAC ACC TTC CCG GCT GTC CTA CAG TCC TCA GGA CTC TAC TCC CTC
AGC AGC GTG GTG ACC GTG CCC TCC AGC AGC TTG GGC ACC CAG ACC
TAC ATC TGC AAC GTG AAT CAC AAG CCC AGC AAC ACC AAG GTG GAC
AAG AAA GTT GAG CCC AAA TCT TGT GAC AAA ACT AGT GGC CAG GCC
GGC CAG CAC CAT CAC CAT CAC CAT GGC GCA TAC CCG TAC GAC GTT
CCG GAC TAC GCTTCT
嵌合Fab重组质粒的构建:
提取质粒pComb3XSS,用SfiI单酶切,琼脂糖凝胶电泳回收酶切的质粒大 片段,溶于灭菌去离子水内,同样用SfiI对测序正确的嵌合Fab基因片段酶切, 琼脂糖凝胶电泳回收纯化后溶于灭菌去离子水内,取等摩尔浓度的酶切嵌合Fab 基因片段和酶切pComb3XSS,在同一进口200微升离心管内用T4DNA连接酶 连接,使嵌合Fab基因片段插入到pComb3XSS表达载体中,构建出表达NP11-4 嵌合Fab抗体的原核表达载体;
嵌合Fab重组质粒的筛选及鉴定:
将嵌合Fab重组质粒转化感受态大肠杆菌Top10F’,涂布含有100μg/ml氨 苄青霉素LB平板,置37℃过夜,次日随机挑取转化菌落和转化质粒pComb3XSS 的对照菌进行菌液PCR鉴定,菌液PCR扩增结果显示重组质粒含有嵌合Fab基 因片段,而pComb3XSS质粒没有此片段,将菌液PCR为阳性的菌液抽提质粒, SfiI酶切鉴定,可见在约3500bp和1500bp处各有基因片段出现,说明嵌合Fab 重组质粒构建成功;
表达嵌合Fab抗体工程菌的筛选鉴定:
将转化子接种至2ml含有氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基内,37℃振荡 培养3小时,至菌液OD值至0.8-1.0时,加终浓度为1mmol/L的异丙基—B— D—硫代半乳糖苷(IPTG),25℃继续振荡培养诱导20小时,离心收集菌体,菌 体重悬于原培养液1/10体积的pH7.4的磷酸盐缓冲液内,浴超声20秒,将超 声裂解液12000rpm4℃离心30分钟,分别收集超声裂解上清和超声裂解沉淀, 进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测,超声裂解上清和超声裂解沉淀内 都表达相对分子量为34kD的Fd、26kD的L蛋白,而对照菌Top10F’无这两条 蛋白条带;
嵌合Fab抗体的大量表达与纯化:
1)嵌合Fab抗体的大量表达
将转化子接种至4升含有氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基内,37℃振荡 培养3小时,至菌液OD值至0.8-1.0时,加终浓度为1mmol/L的异丙基—B— D—硫代半乳糖苷(IPTG),25℃继续振荡培养诱导20小时;
2)表达嵌合Fab抗体工程菌的超声裂解
将表达嵌合Fab抗体的诱导菌,6000rpm4℃离心15分钟收菌,菌体重悬于 原培养液1/10体积的pH7.4的磷酸盐缓冲液内,冰浴超声破菌,12000rpm4℃ 离心30分钟,收集超声裂解上清,在超声裂解上清中加入终浓度为20mmol/L咪 唑和0.5mol/L的NaCl;
3)His-trap亲和层析柱纯化蛋白
将His-trap亲和层析柱连至常压层析系统,先用平衡缓冲液平衡,平衡缓冲 液为20mmol/L的磷酸盐缓冲液,pH7.4,含终浓度为20mmol/L咪唑,后将超 声裂解上清用0.22μm滤膜过滤后上样,上样流速为1ml/min,收集流穿,上样结 束后用平衡缓冲液平衡,然后依次用含50、100、200、300、400、500mmol/L 咪唑的磷酸盐缓冲液洗脱蛋白,收集各洗脱峰蛋白,用10%聚丙烯酰胺凝胶电 泳(SDS-PAGE)检测流穿和各洗脱峰蛋白,聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) 结果示100mmol/L的咪唑缓冲液洗脱峰为目的蛋白。
3、权利要求1所述的抗日本血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体,其 特征在于利用基因工程技术,可以用细菌、酵母哺乳动物细胞进行表达制备。
4、权利要求1所述的抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体在制备血 吸虫病免疫毒素及治疗血吸虫病药物中的应用。

说明书全文

技术领域

发明涉及的是一种抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、 应用,是利用基因工程技术,制备抗日本血吸虫嵌合Fab抗体。嵌合Fab可变区 基因片段来自定位于日本血吸虫成虫表膜、尾蚴膜、童虫膜、虫卵卵壳及卵内毛 蚴膜的单克隆抗体NP11-4,利用基因工程技术扩增轻链、重链可变区基因,再 分别将重链可变区基因VH与人IgG1的CH1、轻链可变区基因VL与人IgG1的CL 通过PCR扩增Fd及全长L,再将Fd及全长L通过重叠延伸PCR扩增出嵌合 Fab基因片段,嵌合Fab基因与载体pComb3XSS连接,构建出嵌合Fab的原核 表达载体,在大肠杆菌Top10F’中表达嵌合Fab抗体,用于制备日本血吸虫病的 治疗药物或制备抗日本血吸虫免疫毒素。本发明涉及抗体工程技术和血吸虫病的 治疗药物领域。

背景技术

危害人体的血吸虫主要有日本血吸虫、埃及血吸虫和曼氏血吸虫三种,主要 分别分布于亚洲(东部和南部)、非洲和南美洲广大地区,患病人数约2亿左右。 在我国流行的是日本血吸虫病,分布在长江流域及其以南的十二个省、市、自治 区。解放时全国约有一千余万患者,一亿人口受到本病威胁,有螺面积143亿平 方米,是危害农民健康最严重的寄生虫病。我国血吸虫病防治工作取得了很大 成绩。但目前长江中下游江湖洲滩地区及大山区的防治任务仍很艰巨,少部分地 区血吸虫病疫情有回升、扩展趋势,所以血吸虫病被列为我国“十一五”期间 重点防治的重大传染病。目前受血吸虫感染威胁人口约1亿,有现症病人84万, 作为重要传染源的、羊、猪也有数千万头,所以血吸虫病的防治任务非常艰巨。
日本血吸虫尾蚴、童虫、成虫和虫卵等阶段均可对人体产生不同程度的损伤 和复杂的免疫病理反应。一般来说,尾蚴、童虫、成虫所致的损伤,多为一过性 或较轻微,而虫卵沉积于肝、肠等组织内诱发的虫卵肉芽肿及随之发生纤维化是 血吸虫病的主要的病理基础。血吸虫抗原成分,如肠相关抗原、膜相关抗原和可 溶性虫卵抗原以及虫体代谢或死亡产物,都可引起机体变态反应性损伤。
目前血吸虫病的治疗以吡喹化疗为主,虽然吡喹酮的治疗可取得可靠疗 效,但急性血吸虫感染的死亡时有发生,慢性血吸虫病肝脏纤维化尚无有效的治 疗方法,可引起显著的脉高压,由此导致的上消化道出血、脾肿大、腹,是 引起患者死亡、丧失劳动的主要原因。另外,单一化疗药物的长期使用可能出 现耐药性问题,长期应用还有可能诱发抗药虫株。因此,血吸虫病的治疗仍然存 在很多问题,直接影响国家的投资环境,影响和谐社会和小康社会的建设。所以, 探索新的高效低毒的血吸虫病治疗药物就显得尤为重要。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合 Fab抗体及其制备方法、应用,是利用基因工程技术提取抗日本血吸虫单克隆抗 体NP11-4杂交瘤细胞总RNA,RT-PCR方法扩增VH、VL基因,利用PCR分 别将重链可变区基因VH与人IgG1的CH1、轻链可变区基因VL与人IgG1的CL 扩增Fd及全长L,再将Fd及全长L通过重叠延伸PCR扩增出嵌合Fab基因片 段,将嵌合Fab基因与载体pComb3XSS连接,克隆至大肠杆菌Top10F’,诱导 目的蛋白可溶性表达。该蛋白应用于制备日本血吸虫病的治疗药物领域。
本发明抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用,制备 了定位于日本血吸虫成虫表膜、尾蚴膜、童虫膜、虫卵卵壳及卵内毛蚴膜的单克 隆抗体NP11-4,NP11-4为鼠源性单抗,作为异种蛋白用于人体可引起免疫反应, 产生人抗小鼠抗体(human anti-mouse antibody,HAMA),诱发过敏反应。现通 过对鼠单抗NP11-4进行基因工程抗体改造,构建的嵌合Fab既具有抗原结合特 异性,又降低了鼠单克隆抗体的异源性,可应用于日本血吸虫病的治疗领域。
抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用是采取以下方 案实现:
一种抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体,即抗日本血吸虫单克隆抗体 NP11-4嵌合Fab抗体N端从第1个基酸到第215个氨基酸为嵌合Fab抗体的 全长L链,从第216个氨基酸到第488个氨基酸为嵌合Fab抗体的Fd段,两者 之间由二硫键连接,全长488个氨基酸,其氨基酸序列为:
Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val Ser Leu Gly Asp Gln Val Ser Ile Ser Cys Arg Ser Ser Gln Ser Ile Val His Ser Asn Gly Asn Thr Tyr Leu Glu Trp Tyr Leu Gln Lys Pro Gly Gln Ser Pro Lys Pro Leu Ile Tyr Lys Val SerAsn Arg Phe Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Lys Ile Ser Arg Val Glu Ala Glu Asp Leu Gly Val Tyr Tyr Cys Phe Gln Gly Ser His Val Pro Tyr Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Leu Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys Lys Tyr Leu Leu Pro Thr Ala Ala Ala Gly Leu Leu Leu Leu Ala Ala Gln Pro Ala Met Ala Leu Glu Val Gln Leu Gln Gln Ser Gly Pro Glu Leu Val Arg Pro Gly Ser Ser Val Lys Ile Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Asn Phe Trp Leu Gly Trp Val Lys GlnArgPro Gly His Gly Leu Glu Trp Ile Gly Asp Ile Tyr Pro Gly Gly Val Tyr Ile Asn Tyr Asn Glu Lys Phe Lys Gly Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Thr Ser Ser Ser Thr Ala Tyr Met Gln Leu Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Val Phe Val Tyr Phe Cys Ala Arg Val Gly Tyr Asp Gly Ser Ser Gln Ser Leu Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ala Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Lys Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr Ser Gly Gln Ala Gly Gln His His His His His His Gly Ala Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser。
抗日本血吸虫单抗NP11-4嵌合Fab抗体的制备方法,具体方法如下:
抗日本血吸虫单抗NP11-4杂交瘤细胞总RNA的提取
复苏抗日本血吸虫单抗NP11-4杂交瘤细胞,应用Trizol试剂,,提取杂交瘤 细胞总RNA,(5~10)×106杂交瘤细胞加1毫升的Trizol溶液,充分混匀后, 倒入1.5毫升离心管中,室温静置5分钟,再加入200微升的氯仿,用力摇晃离 心管15秒,充分混匀,4℃静置5分钟,后12000rmp 4℃离心15分钟,将约500 微升的上层水相转入新的1.5毫升离心管中,加入0.5毫升异丙醇,混匀后4℃ 静置5分钟,后12000rmp4℃离心10分钟,小心倒掉上清,留取沉淀,加预冷 的1毫升现配75%的乙醇振荡洗涤RNA沉淀一次,后7500rmp 4℃离心5分钟, 小心倒掉上清,取沉淀置超净工作台机吹干,在管中加20微升的DEPC水 溶解RNA,提取的RNA通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),在反转录酶作用 下逆转录获得cDNA;
单抗NP11-4可变区基因片段的克隆
分别设计19条VH上游引物和17条VK上游引物,4条VH下游引物和3条VK 下游引物引物:
VK5’上游引物:
VK-1
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TCC AGC TGA CTC AGC C-3’
VK-2
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCW CCC AGT C-3’
VK-3
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGM TMA CTC AGT C-3’
VK-4
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGY TRACAC AGT C-3’
VK-5
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TRA TGA CMC AGT C-3’
VK-6
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTM AGA TRA MCC AGT C-3’
VK-7
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTC AGA TGA YDC AGT C-3’
VK-8
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TYC AGA TGA CAC AGA C-3’
VK-9
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCA WCC AGT C-3’
VK-10
5’-GGG CCC AGG CGG CCGAGC TCG AYATTG WGC TSA CCC AAT C-3’
VK-11
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTS TRA TGA CCC ART C-3’
VK-12
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTK TGA TGA CCC ARA C-3’
VK-13
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CBC AGK C-3’
VK-14
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TAA CYC AGG A-3’
VK-15
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CCC AGW T-3’
VK-16
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CAC AAC C-3’
VK-17
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTT TGC TGA CTC AGT C-3’
VK3’下游引物
VKR1
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT KAT TTC CAG YTT GGT CCC-3’
VKR2
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT TAT TTC CAA CTT TGT CCC-3’
VKR3
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT CAG CTC CAG CTT GGT CCC-3’
VH 5’上游引物
VH1
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR MAG CTT CAG GAG TC-3’
VH 2
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTB CAG CTB CAG CAG TC-3’
VH 3
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG CTG AAG SAS TC-3’
VH 4
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAR CTG CAA CAR TC-3’
VH 5
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAG CTB CAG CAR TC-3’
VH 6
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAR CTG CAG CAG TC-3’
VH 7
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAC GTG AAG CAG TC-3’
VH 8
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAS STG GTG GAA TC-3’
VH 9
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AWG YTG GTG GAG TC-3’
VH 10
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG SKG GTG GAG TC-3’
VH 11
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAM CTG GTG GAG TC-3’
VH 12
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG CTG ATG GAR TC-3’
VH 13
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAR CTT GTT GAG TC-3’
VH 14
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR AAG CTT CTC GAG TC-3’
VH 15
5’-GCT GCC CAACCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAR STT GAG GAG TC-3’
VH 16
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTT ACT CTR AAA GWG TST G-3’
VH 17
5’-GCT GCC CAA CCA GCCATG GCC CTC GAG GTC CAA CTV CAG CAR CC-3’
VH 18
5’-GCT GCC CAACCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAC TTG GAA GTG TC-3’
VH 19
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG GTC ATC GAG TC-3’
VH 3’下游引物
VH R1
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC CGT GGT-3’
VH R2
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC TGT GAG AGT GGT-3’
VH R3
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGC AGA GAC AGT GAC CAG AGT-3’
VH R4
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC TGA GGT-3’
将VK5’上游引物、VK3’下游引物、VH5’上游引物,VH3’下游引物 各溶为终浓度100pmol/ul,然后均以1:1体积比例混匀,分别扩增VH、VL基因, 扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循环; 最后72℃延伸10分钟,电泳回收、纯化扩增的基因片段,连至pMD-18T载体, 转化大肠杆菌XL1-blue,测序后获得轻链、重链可变区序列,序列如下:
VL  342bp
GAG CTC GAT ATT TTG ATG ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TAT TAC TGC TTT CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACC TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG GAA ATC AAA
VH  366bp
CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA
嵌合Fab基因的克隆:
根据上述序列分别设计扩增构建嵌合Fab基因的Fd上游引物:
5-G C T G C C C A A C C A G C C AT G G C C-3,下游引物: 5-A G A A G C G T A G T C C G G A A C G T C-3,L上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GGCCATGGCTGGTTGGGCAGC-3,嵌合Fab的上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGAGAAGCGTAGTCCGGAACGTC-3,扩增 嵌合Fab基因的上下游引物均引入SfiI的酶切位点,将纯化后的重链可变区基因 VH与人IgG1的CH1、轻链可变区基因VL与人IgG1的CL通过PCR扩增Fd及全 长L,扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循 环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳分别回收、纯化扩增的Fd、L基 因片段,再采用重叠延伸PCR将Fd、L基因连接成嵌合Fab基因,扩增条件为 将Fd及全长L混匀,在无外加引物的情况下,互为引物和模板,PCR反应94℃ 5分钟,94℃ 50秒,55℃ 50秒,72℃ 60秒,扩增6个循环后,在反应体系中 加入嵌合Fab的上游引物和下游引物,PCR反应94℃ 30秒,60℃ 50秒,72℃ 50 秒,扩增20个循环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳回收、纯化嵌合Fab 基因片段,连接至pMD-18T,转化感受态大肠杆菌Top10F’,测序验证得到正确 的嵌合Fab基因片段,序列如下:
ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TATTAC TGC TTT CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG GAA ATC AAA CGA ACT GTG GCT GCA CCA TCT GTC TTC ATC TTC CCG CCA TCT GAT GAG CAG TTG AAA TCT GGA ACT GCC TCT GTT GTG TGC CTG CTG AAT AAC TTC TAT CCC AGA GAG GCC AAA GTA CAG TGG AAG GTG GAT AAC GCC CTC CAA TCG GGT AAC TCC CAG GAG AGT GTC ACA GAG CAG GAC AGC AAG GAC AGC ACC TAC AGC CTC AGC AGC ACC CTG ACG CTG AGC AAA GCA GAC TAC GAG AAA CAC AAA GTC TAC GCC TGC GAA GTC ACC CAT CAG GGC CTG AGC TTG CCC GTC ACA AAG AGC TTC AAC AGG GGA GAG TGT TAG TTC TAG ATA ATT AAT TAG GAG GAA TTT AAA ATG AAA TAC CTA TTG CCT ACG GCA GCC GCT GGA TTG TTA TTA CTC GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA GCC TCC ACC AAG GGC CCA TCG GTC TTC CCC CTG GCA CCC TCC TCC AAG AGC ACC TCT GGG GGC ACA GCG GCC CTG GGC TGC CTG GTC AAG GAC TAC TTC CCC GAA CCG GTG ACG GTG TCG TGG AAC TCA GGC GCC CTG ACC AGC GGC GTG CAC ACC TTC CCG GCT GTC CTA CAG TCC TCA GGA CTC TAC TCC CTC AGC AGC GTG GTG ACC GTG CCC TCC AGC AGC TTG GGC ACC CAG ACC TAC ATC TGC AAC GTG AAT CAC AAG CCC AGC AAC ACC AAG GTG GAC AAG AAA GTT GAG CCC AAA TCT TGT GAC AAA ACT AGT GGC CAG GCC GGC CAG CAC CAT CAC CAT CAC CAT GGC GCA TAC CCG TAC GAC GTT CCG GAC TAC GCT TCT
嵌合Fab重组质粒的构建
提取质粒pComb3XSS,用SfiI单酶切,琼脂糖凝胶电泳回收酶切的质粒大 片段,溶于灭菌去离子水中,同样用SfiI对测序正确的嵌合Fab基因片段酶切, 琼脂糖凝胶电泳回收纯化后溶于灭菌去离子水中,取等摩尔浓度的酶切嵌合Fab 基因片段和酶切pComb3XSS,在同一进口200μl离心管内用T4 DNA连接酶连 接,使嵌合Fab基因片段插入到pComb3XSS表达载体中,构建出表达NP11-4 嵌合Fab抗体的原核表达载体。
嵌合Fab重组质粒的筛选及鉴定
将嵌合Fab重组质粒转化感受态大肠杆菌Top10F’,涂布含有100μg/ml氨 苄青霉素LB平板,置37℃过夜,次日随机挑取转化菌落和转化质粒pComb3XSS 的对照菌行菌液PCR鉴定。菌液PCR扩增结果显示重组质粒含有嵌合Fab基因 片段,而pComb3XSS质粒没有此片段。将菌液PCR为阳性的菌液抽提质粒, SfiI酶切鉴定,可见在约3500bp和1500bp处各有基因片段出现,说明嵌合Fab 重组质粒构建成功。
表达嵌合Fab抗体工程菌的筛选鉴定:
将转化子接种至2ml含有氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基内,37℃振荡 培养3小时,至菌液OD值至0.8-1.0时,加终浓度为1mmol/L的异丙基—β— D—硫代半乳糖苷(异丙基—B—D—硫代半乳糖苷(IPTG)),25℃继续振荡培养诱 导20小时,离心收集菌体,菌体重悬于原培养液1/10体积的pH7.4的磷酸盐缓 冲液内,浴超声20秒,将超声裂解液12 000rpm4℃离心30分钟,分别收集超 声裂解上清和超声裂解沉淀,进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测,超 声裂解上清和超声裂解沉淀内都表达相对分子量约为34kD的Fd、26kD的L蛋 白,而对照菌Top10F’无这两条蛋白条带。
嵌合Fab抗体的大量表达与纯化:
1)嵌合Fab抗体的大量表达
将转化子接种至4升含有氨苄青霉素100μ g/ml的LB培养基内,37℃振荡 培养3小时,至菌液OD值至0.8-1.0时,加终浓度为1mmol/L的,25℃继续振 荡培养诱导20小时。
2)表达嵌合Fab抗体工程菌的超声裂解
将表达嵌合Fab抗体的诱导菌,6000rpm、4℃离心15分钟收菌,菌体重悬 于原培养液1/10体积的pH7.4的磷酸盐缓冲液内,冰浴超声破菌,12 000rpm4 ℃离心30分钟,收集超声裂解上清,在超声裂解上清中加入终浓度为20mmol/L 咪唑和0.5mol/L的NaCl。
3)His-trap亲和层析柱纯化蛋白
将His-trap亲和层析柱连至常压层析系统,先用平衡缓冲液平衡,平衡缓冲 液为20mmol/L的磷酸盐缓冲液,pH 7.4,含终浓度为20mmol/L咪唑,后将超 声裂解上清用0.22μm滤膜过滤后上样,上样流速为1ml/min,收集流穿,上样结 束后用平衡缓冲液平衡,然后依次用含50、100、200、300、400、500mmol/L 咪唑的磷酸盐缓冲液洗脱蛋白,收集各洗脱峰蛋白。用10%聚丙烯酰胺凝胶电 泳(SDS-PAGE)检测流穿和各洗脱峰蛋白,结果示100mmol/L的咪唑缓冲液洗 脱峰为目的蛋白。
NP11-4嵌合Fab抗体活性的鉴定
采用间接ELISA法鉴定嵌合Fab抗体与日本血吸虫虫卵可溶性抗原的结合 活性。用50mmol/L的酸盐(pH 9.6)将SEA抗原稀释到10μg/ml后包被酶 联板,每孔100μl,4℃过夜。次日用封闭液(5%脱脂奶粉,PBS配制)封闭, 200ul/孔,37℃孵育2h。将待检测的嵌合Fab抗体用PBS做倍比稀释(1:5倍 稀释)后依次加入待检孔,空白对照(10mmol/L磷酸盐缓冲液、pH7.4)及阴性 对照(正常鼠血清)加至对应孔中,每孔100μl,37℃孵育2h。0.05%的PBST 液用洗板机洗5遍后加1:2000稀释的辣根过化物酶标记的羊抗人IgG抗体, 100μl/孔,37℃反应2h,PBST洗5遍,加底物TMB溶液50μl,室温避光显 色10min后加50μl 2mol/L硫酸混匀终止反应,用Multiskan Spectrum Microplate酶标仪测定A450值。结果显示,纯化的嵌合Fab抗体可与日本血吸 虫虫卵可溶性抗原呈阳性反应,而与正常鼠血清不反应,说明该抗体与SEA抗 原有较好的结合活性。
抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体在制备血吸虫病免疫毒素及治疗 血吸虫病药物中的应用。
本发明与现有的技术相比具有的优点:
目前血吸虫病的治疗主要以吡喹酮化疗为主,但单一化疗药物的长期使用容 易产生耐药性的问题。在曼氏血吸虫中,已发现耐吡喹酮药的虫株。近年来以吡 喹酮和青蒿琥酯联合用药治疗血吸虫病的也不少,但是化疗药物所致的毒副作用 也很大,因此寻找一种高效低毒的治疗血吸虫病的药物迫在眉睫。
抗体药物由具有靶向性的单克隆抗体与具有治疗作用的化学药物偶联而成。 单克隆抗体是药物良好的靶向性载体,通过药物分子上特殊的功能基团,将治疗 药物与抗体相连接而组成化学免疫偶联物,避免了药物对其它正常组织的毒害作 用,选择性的发挥治疗作用。最初抗体药物是在肿瘤的靶向治疗中得到一定应用, 迄今为止国内外还未见在血吸虫病治疗方面的应用。
本发明制备的定位于日本血吸虫成虫表膜、尾蚴膜、童虫膜、虫卵卵壳及卵 内毛蚴膜的鼠源单克隆抗体NP11-4,能有效的降低小鼠死亡率,提高减虫率及 减卵率,但是鼠源单抗的异源性所引起的HAMA反应不但降低了单抗的效价, 而且会给患者带来严重的后果。因此,对鼠源单抗进行改造成为单抗研究的重要 方向。利用基因工程的方法构建嵌合Fab基因片段后表达嵌合Fab抗体片段,有 较多的优点:
(1)嵌合Fab抗体分子质量小,作为异种蛋白的抗原性较小,降低HAMA 反应。
(2)嵌合Fab抗体片段的稳定性好,分子量为50kD,不到完整抗体分子量的 1/3,使其比完整抗体更易接近靶组织,组织穿透力强,易通过组织到达靶部位, 而且在体内的半衰期短,利于及时清除。
(3)嵌合Fab抗体缺少Fc段,不易与具有Fc受体的非靶细胞结合,同时 还可以降低机体的非特异反应。
(4)嵌合Fab抗体分子量小,可以做为载体与化疗药物或放射核素偶联在 靶向治疗方面具优势。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1是表达抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体的重组质粒构建流程 图。
图2是用1%的Agarose凝胶检测PCR扩增的NP11-4可变区重链、轻链基 因片段,其中1是重链可变区VH366bp;2是轻链可变区VL342bp,M:核酸标 准分子量(TaKaRa DL2000)。
图3是用1%的Agarose凝胶检测PCR扩增的NP11-4嵌合Fab抗体基因片 段,5为嵌合Fab抗体基因片段,大小为1500bp,M:核酸标准分子量(TaKaRa DL2000)。
图4是1%的Agarose凝胶检测构建成功的重组质粒双酶切图谱,用SfiI单 酶切,其中大片段为酶切的pComb3XSS片段,小片段为酶切成功的嵌合Fab抗 体基因片段,M1:核酸标准分子量(TaKaRa DL10000),M2:核酸标准分子量 (TaKaRa DL2000)。
图5是表达嵌合Fab抗体的重组菌聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析 结果,图示1为表达嵌合Fab抗体的重组菌培养上清,2为超声上清,3为超声 沉淀,可见嵌合Fab抗体主要在超声沉淀中表达,而超声上清中表达量较少,培 养上清中量最少,M:低分子量蛋白标准(Fermentas)。
图6是表达嵌合Fab抗体的重组菌Western-blot分析结果,1和2均为表达 嵌合Fab抗体重组菌的超声上清,在26KD和34KD处可见有目的条带,说明蛋 白可溶性表达,3为Top10F’对照,没有目的蛋白表达,M:低分子量蛋白标准 (Fermentas)。
图7是表达嵌合Fab抗体纯化后的聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析 结果,100mM咪唑洗脱液浓缩后的目的蛋白,蛋白较纯,M:低分子量蛋白标 准(Fermentas)。

具体实施方式

本发明实施方式的详细说明:
提取抗日本血吸虫单克隆抗体NP11-4杂交瘤细胞总RNA,RT-PCR方法将 其逆转录为cDNA,PCR方法扩增重链、轻链可变区基因片段,将鼠源VH、 VL分别与人IgG1的CH1、CL通过PCR扩增Fd及全长L。利用重叠延伸PCR 以Fd和L基因为模板扩增嵌合Fab基因,将嵌合Fab基因片段克隆至质粒 pComb3XSS构建原核表达载体,转化大肠杆菌Top10F’,筛选获得高效表达嵌 合Fab抗体的工程菌,表达的目的蛋白约占菌体蛋白总量的40%左右,以包涵 体、可溶性、分泌性三种形式存在。
材料与方法
1.菌种与质粒:宿主菌Top10F’及质粒pComb3XSS均为本实验室保存。
2.分子生物学试剂:限制性内切酶SfiI为Roche公司产品、T4 DNA连接酶及 质粒纯化试剂盒为TaKaRa公司产品,辣根过氧化物酶标记羊抗人IgG抗体购自 Sigma公司,琼脂糖凝胶回收DNA片段的试剂盒购自美国Promega公司。其它 试剂为进口或国产分析纯试剂。
3.基因片段的测序:由上海博亚生物技术有限公司完成。
4.基因克隆方法:DNA的酶切、连接、电泳;质粒的提取、转化;蛋白的聚丙 烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及Western-blot分析等一般的克隆方法按常规方 法进行。其它试剂盒按说明书进行操作。
结果
1.单克隆抗体NP11-4可变区基因克隆:
复苏抗日本血吸虫单抗NP11-4杂交瘤细胞,应用Trizol试剂,按照说明书 提取杂交瘤细胞总RNA,(5~10)×106杂交瘤细胞加1毫升的Trizol溶液, 充分混匀后,倒入1.5毫升离心管中,室温静置5分钟,再加入200微升的氯仿, 用力摇晃离心管15秒,充分混匀,4℃静置5分钟,后12000rmp 4℃离心15分 钟,将约500微升的上层水相转入新的1.5毫升离心管中,加入0.5毫升异丙醇, 混匀后4℃静置5分钟,后12000rmp 4℃离心10分钟,小心倒掉上清,留取沉 淀,加1毫升预冷的现配75%的乙醇振荡洗涤RNA沉淀一次,后7500rmp4℃离 心5分钟,小心倒掉上清,取沉淀置超净工作台开风机吹干,在管中加20微升 的DEPC水溶解RNA,提取的RNA通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),在 反转录酶作用下逆转录获得cDNA;设计19条VH上游引物和17条VK上游引 物,4条VH下游引物和3条VK下游引物引物:
VK5’上游引物:
VK-1
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TCC AGC TGA CTC AGC C-3’
VK-2
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCW CCC AGT C-3’
VK-3
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGM TMA CTC AGT C-3’
VK-4
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGY TRA CAC AGT C-3’
VK-5
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TRA TGA CMC AGT C-3’
VK-6
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTM AGA TRA MCC AGT C-3’
VK-7
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTC AGA TGA YDC AGT C-3’
VK-8
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TYC AGA TGA CAC AGA C-3’
VK-9
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TTC TCA WCC AGT C-3’
VK-10
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG WGC TSA CCC AAT C-3’
VK-11
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTS TRA TGA CCC ART C-3’
VK-12
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTK TGA TGA CCC ARA C-3’
VK-13
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CBC AGK C-3’
VK-14
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TAA CYC AGG A-3’
VK-15
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CCC AGW T-3’
VK-16
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTG TGA TGA CAC AAC C-3’
VK-17
5’-GGG CCC AGG CGG CCG AGC TCG AYA TTT TGC TGA CTC AGT C-3’
VK3’下游引物
VKR1
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT KAT TTC CAG YTT GGT CCC-3’
VKR2
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT TAT TTC CAA CTT TGT CCC-3’
VKR3
5’-AGA TGG TGC AGC CAC AGT TCG TTT CAG CTC CAG CTT GGT CCC-3’
VH5’上游引物
VH1
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR MAG CTT CAG GAG TC-3’
VH2
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTB CAG CTB CAG CAG TC-3’
VH3
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG CTG AAG SAS TC-3’
VH4
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAR CTG CAA CAR TC-3’
VH5
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAG CTB CAG CAR TC-3’
VH6
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTY CAR CTG CAG CAG TC-3’
VH7
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAC GTG AAG CAG TC-3’
VH8
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAS STG GTG GAA TC-3’
VH9
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AWG YTG GTG GAG TC-3’
VH10
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAG SKG GTG GAG TC-3’
VH11
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAM CTG GTG GAG TC-3’
VH12
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG CTG ATG GAR TC-3’
VH13
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG CAR CTT GTT GAG TC-3’
VH 14
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTR AAG CTT CTC GAG TC-3’
VH 15
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAR STT GAG GAG TC-3’
VH 16
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTT ACT CTR AAA GWG TST G-3’
VH 17
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAA CTV CAG CAR CC-3’
VH 18
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAC TTG GAA GTG TC-3’
VH 19
5’-GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTG AAG GTC ATC GAG TC-3’
VH 3’下游引物
VH R1
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC CGT GGT-3’
VH R2
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC TGT GAG AGT GGT-3’
VH R3
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGC AGA GAC AGT GAC CAG AGT-3’
VHR4
5’-CGA TGG GCC CTT GGT GGA GGC TGA GGA GAC GGT GAC TGA GGT-3’
将VK5’上游引物、VK3’下游引物、VH5’上游引物,VH3’下游引物 各溶为终浓度100pmol/ul,然后均以1∶1体积比例混匀,分别扩增VH、VL基因, 扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循环; 最后72℃延伸10分钟,电泳回收、纯化扩增的基因片段,连至pMD-18T载体, 转化大肠杆菌XL1-blue,测序后获得轻链、重链可变区序列,序列如下:
VL 342bp
GAG CTC GAT ATT TTG ATG ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TAT TAC TGC TTT CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG GAA ATC AAA
VH 366bp
CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA
2、嵌合Fab基因的克隆:
根据上述序列分别设计扩增构建嵌合Fab基因的Fd上游引物: 5-G C T G C C C A A C C A G C C AT G G C C-3,下游引物: 5-A G A A G C G T A G T C C G G A A C G T C-3,L上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GGCCATGGCTGGTTGGGCAGC-3,嵌合Fab的上游引物: 5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGGCGGGGCCCAGGCGGCCGAGCTC-3,下游引 物:5-GAGGAGGAGGAGGAGGAGAGAAGCGTAGTCCGGAACGTC-3,扩增 嵌合Fab基因的上下游引物均引入SfiI的酶切位点,将纯化后的重链可变区基因 VH与人IgG1的CH1、轻链可变区基因VL与人IgG1的CL通过PCR扩增Fd及全 长L,扩增条件为95℃ 4分钟,95℃ 30秒,56℃ 30秒,72℃ 30秒,30个循 环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳分别回收、纯化扩增的Fd、L基 因片段,再采用重叠延伸PCR将Fd、L基因连接成嵌合Fab基因,扩增条件为 将Fd及全长L混匀,在无外加引物的情况下,互为引物和模板,PCR反应94℃ 5分钟,94℃ 50秒,55℃ 50秒,72℃ 60秒,扩增6个循环后,在反应体系中 加入嵌合Fab的上游引物和下游引物,PCR反应94℃ 30秒,60℃ 50秒,72℃ 50 秒,扩增20个循环,最后72℃延伸10分钟,琼脂糖凝胶电泳回收、纯化嵌合Fab 基因片段,连接至pMD-18T,转化感受态大肠杆菌Top10F’,测序验证得到正确 的嵌合Fab基因片段,序列如下:
ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TAT TAC TGC TTT CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG GAA ATC AAA CGA ACT GTG GCT GCA CCA TCT GTC TTC ATC TTC CCG CCA TCT GAT GAG CAG TTG AAA TCT GGA ACT GCC TCT GTT GTG TGC CTG CTG AAT AAC TTCTAT CCC AGA GAG GCC AAA GTA CAG TGG AAG GTG GAT AAC GCC CTC CAA TCG GGT AAC TCC CAG GAG AGT GTC ACA GAG CAG GAC AGC AAG GAC AGC ACC TAC AGC CTC AGC AGC ACC CTG ACG CTG AGC AAA GCA GAC TAC GAG AAA CAC AAA GTC TAC GCC TGC GAA GTC ACC CAT CAG GGC CTG AGC TTG CCC GTC ACA AAG AGC TTC AAC AGG GGA GAG TGT TAG TTC TAG ATA ATT AAT TAG GAG GAA TTT AAA ATG AAA TAC CTA TTG CCT ACG GCA GCC GCT GGA TTG TTA TTA CTC GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAG CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG CTA GGT TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT GGA GAT ATT TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA GCC TCC ACC AAG GGC CCA TCG GTC TTC CCC CTG GCA CCC TCC TCC AAG AGC ACC TCT GGG GGC ACA GCG GCC CTG GGC TGC CTG GTC AAG GAC TAC TTC CCC GAA CCG GTG ACG GTG TCG TGG AAC TCA GGC GCC CTG ACC AGC GGC GTG CAC ACC TTC CCG GCT GTC CTA CAG TCC TCA GGA CTC TAC TCC CTC AGC AGC GTG GTG ACC GTG CCC TCC AGC AGC TTG GGC ACC CAG ACC TAC ATC TGC AAC GTG AAT CAC AAG CCC AGC AAC ACC AAG GTG GAC AAG AAA GTT GAG CCC AAA TCT TGT GAC AAA ACT AGT GGC CAG GCC GGC CAG CAC CAT CAC CAT CAC CAT GGC GCA TAC CCG TAC GAC GTT CCG GAC TAC GCT TCT
3、重组质粒的构建
提取质粒pComb3XSS,用限制性内切酶SfiI单酶切,琼脂糖凝胶电泳回收 酶切的质粒大片段,溶于去离子水内,同样用限制性内切酶SfiI对测序正确的嵌 合Fab基因片段单酶切,琼脂糖凝胶电泳回收纯化后溶于去离子水内,取等摩尔 浓度的两个酶切DNA片段,在同一离心管内用T4 DNA连接酶16℃连接过夜, 使嵌合Fab基因片段插入到pComb3XSS载体中,构建出NP11-4嵌合Fab抗体 的原核表达载体。
4、重组质粒的筛选及鉴定
将重组质粒转化大肠杆菌Top10F’,涂布含有100μg/ml氨苄青霉素LB平板, 置37℃培养过夜。次日随机挑取转化菌落和转化质粒pComb3XSS的对照菌行菌 液PCR鉴定。菌液PCR扩增结果显示重组质粒含有目的嵌合Fab基因片段,而 pComb3XSS质粒没有此片段。将菌液PCR阳性的菌液抽提质粒,行SfiI单酶切 鉴定,可见在约3500bp和1500bp处各有基因片段出现,说明重组质粒构建成功。
5、表达嵌合Fab抗体工程菌的筛选鉴定
将转化子接种至2ml含有氨苄青霉素100μg/ml的LB培养基内,37℃振荡 培养3小时,至菌液OD值至0.8-1.0时,加终浓度为1mmol/L的,25℃继续振 荡培养诱导20小时,离心收集菌体,菌体重悬于原培养液1/10体积的pH7.4的 磷酸盐缓冲液内,冰浴超声20秒,将超声裂解液12 000rpm 4℃离心30分钟,分 别收集超声裂解上清和超声裂解沉淀,进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(聚丙烯酰胺凝 胶电泳(SDS-PAGE))检测,超声裂解上清和超声裂解沉淀内都表达相对分子 量约为34kD的Fd、26kD的L蛋白,而对照菌Top10F’无这两条蛋白条带。
嵌合Fab抗体的纯化
材料和方法
1.主要试剂
亲和层析柱为GE公司的His-trap HP,异丙基—B—D—硫代半乳糖苷 (IPTG)、咪唑购自Sigma公司。其它试剂为国产或进口分析纯试剂。
2.表达嵌合Fab抗体工程菌的超声裂解
将表达嵌合Fab抗体的诱导菌,6000rpm 4℃离心15分钟收菌,菌体重悬于 原培养液1/10体积的pH7.4的磷酸盐缓冲液内,冰浴超声破菌,12 000rpm 4℃ 离心30分钟,收集超声裂解上清,在超声裂解上清中加入终浓度为20mmol/L咪 唑和0.5mol/L的NaCl。
3.His-trap亲和层析柱纯化蛋白
将His-trap亲和层析柱连至常压层析系统,先用平衡缓冲液平衡,平衡缓冲 液为20mmol/L的磷酸盐缓冲液,pH 7.4,含终浓度为20mmol/L咪唑,后将超 声裂解上清用0.22μm滤膜过滤后上样,上样流速为1ml/min,收集流穿,上样结 束后用平衡缓冲液平衡,然后依次用含50、100、200、300、400、500mmol/L 咪唑的磷酸盐缓冲液洗脱蛋白,收集各洗脱峰蛋白。用10%聚丙烯酰胺凝胶电 泳(SDS-PAGE)检测流穿和各洗脱峰蛋白,确定哪个组份内含有目的蛋白。 结果
将各洗脱峰的蛋白进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析显示,嵌合 Fab抗体主要存在于含100mmol/L的咪唑的缓冲液内,有较高的纯度;含200mM 的咪唑的缓冲液洗脱峰内亦有目的蛋白,但杂带较多;其它浓度咪唑缓冲液洗脱 峰内无目的蛋白。
纯化嵌合Fab抗体结合活性的鉴定及应用
将纯化的嵌合Fab抗体用间接ELISA法检测血吸虫虫卵可溶性抗原,以鉴 定该抗体的结合活性。实验结果显示,该重组蛋白与血吸虫虫卵可溶性抗原有很 好的结合活性,可用应用于血吸虫病的治疗领域。
材料和方法
1.血吸虫虫卵可溶性抗原:本实验室冻存。
2.酶联反应材料:96孔板为Costar公司产品,辣根过氧化物酶标记羊抗人IgG 抗体购自Sigma公司。其它材料为酶联反应的常规材料。
3.ELISA实验:采用间接ELISA法鉴定嵌合Fab抗体与日本血吸虫虫卵可溶性 抗原的结合活性。用50mmol/L的碳酸盐(pH 9.6)将SEA抗原稀释到10μg/ml 后包被酶联板,每孔100μl,4℃过夜。次日用封闭液(5%脱脂奶粉,PBS配制) 封闭,200μl/孔,37℃孵育2h。将待检测的嵌合Fab抗体用PBS稀释为不同浓 度后依次加入待检孔,空白对照(10mmol/L磷酸盐缓冲液、pH7.4)及阴性对照 (正常鼠血清)加至对应孔中,每孔100μl,37℃孵育2h。0.05%的PBST液用 洗板机洗5遍后加1:2000稀释的辣根过氧化物酶标记的羊抗人IgG抗体,100 μl/孔,37℃反应2h,PBST洗5遍,加底物TMB溶液50μl,室温避光显色 10min后加50μl 2mol/L硫酸混匀终止反应,用Multiskan Spectrum Microplate 酶标仪测定A450值。
结果
间接ELISA实验结果显示,纯化的嵌合Fab抗体与血吸虫虫卵可溶性抗原 呈阳性反应,而与正常鼠血清不反应,说明该抗体与血吸虫虫卵可溶性抗原具有 较好的结合活性。
纯化嵌合Fab抗体的ELISA实验结果(A450)

A:空白对照 B:阴性对照 C:1:400倍稀释的嵌合Fab抗体
D:1:600 E:1:800 F:1:1000 G:1:1500 H:1:2000
抗日本血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体蛋白序列表
<110>南京医科大学
<120>抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体及其制备方法、应用
<160>2
<210>1
<211>488
<212>PRT
<213>人工序列
<220>
<223>一种抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体,即抗血吸虫单克隆抗体 NP11-4嵌合Fab抗体N端从第1个氨基酸到第215个氨基酸为嵌合Fab抗体的 全长L链,从第216个氨基酸到第488个氨基酸为嵌合Fab抗体的Fd段,两者 之间由二硫键连接,全长488个氨基酸。
<400>1
Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val Ser Leu Gly Asp Gln Val Ser Ile Ser Cys Arg
 1              5               10                  15                  20
Ser Ser Gln Ser Ile Val His Ser Asn Gly Asn Thr Tyr Leu Glu Trp Tyr Leu Gln Lys
                25                 30                35                40
Pro Gly Gln Ser Pro Lys Pro Leu Ile Tyr Lys Val Ser Asn Arg Phe Ser Gly Val Pro
                45                 50                 55                 60
Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Lys Ile Ser Arg Val Glu
                65             70                    75                 80
Ala Glu Asp Leu Gly Val Tyr Tyr Cys Phe Gln Gly Ser His Val Pro Tyr Thr Phe Gly
                 85                  90                   95                 100
Gly Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro
              105                    110                 115                120
Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe
               125                  130                  135                140
Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser
                145                150                 155                  160
Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu
                165                170                 175                  180
Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln
                185                190                  200                 205
Gly Leu Ser Leu Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys Lys Tyr Leu Leu Pro
              210                  215                220                  225
Thr Ala Ala Ala Gly Leu Leu Leu Leu Ala Ala Gln Pro Ala Met Ala Leu Glu Val Gln
                230                 235                 240                245
Leu Gln Gln Ser Gly Pro Glu Leu Val Arg Pro Gly Ser Ser Val Lys Ile Ser Cys Lys
                250                 255                 260                265
Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Asn Phe Trp Leu Gly Trp Val Lys Gln Arg Pro Gly His
                270                 275                 280                285
Gly Leu Glu Trp Ile Gly Asp Ile Tyr Pro Gly Gly Val Tyr Ile Asn Tyr Asn Glu Lys
                290                 295                 300                305
Phe Lys Gly Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Thr Ser Ser Ser Thr Ala Tyr Met Gln Leu
                310                 315                 320                325
Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Val Phe Val Tyr Phe Cys Ala Arg Val Gly Tyr Asp Gly
                330                 335                 340                 345
Ser Ser Gln Ser Leu Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ala Ala Ser
                350                 355                 360                 365
Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Lys Thr Ser Gly Gly Thr
                370                 375                 380                 385
Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn
                390                 395                 400                 405
Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu
                405                 410                 415                 420
Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile
                425                 430                 435                 440
Cys Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys Ser
               445                  450                 455                460
Cys Asp Lys Thr Ser Gly Gln Ala Gly Gln His His His His His His Gly Ala Tyr Pro
               465                  470                 475                480
Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser
               485
<210>2
<211>1464
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<221>CDS
<222>(1)...(1464)
<220>
<221>L_region
<222>(1)...(630)
<223>抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体L基因序列。
<220>
<221>Fd_region
<222>(631)...(1464)
<223>抗血吸虫单克隆抗体NP11-4嵌合Fab抗体Fd基因序列。
<400>2
ACC CAG ACT CCA CTC TCC CTG CCT GTC AGT CTT GGA GAT CAA GTC    45
Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val Ser Leu Gly Asp Gln Val
 1               5                  10                  15
TCC ATC TCT TGC AGA TCT AGT CAG AGC ATT GTA CAT AGT AAT GGA    90
Ser Ile Ser Cys Arg Ser Ser Gln Ser Ile Val His Ser Asn Gly
                20                  25                  30
AAC ACC TAT TTA GAA TGG TAC CTG CAG AAA CCA GGC CAG TCT CCA    135
Asn Thr Tyr Leu Glu Trp Tyr Leu Gln Lys Pro Gly Gln Ser Pro
                35                  40                  45
AAG CCC CTG ATC TAC AAA GTT TCC AAC CGA TTT TCT GGG GTC CCA    180
Lys Pro Leu Ile Tyr Lys Val Ser Asn Arg Phe Ser Gly Val Pro
                50                  55                  60
GAC AGG TTC AGT GGC AGT GGA TCA GGG ACA GAT TTC ACA CTC AAG    225
Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Lys
                65                  70                  75
ATC AGC AGA GTG GAG GCT GAG GAT CTG GGA GTT TAT TAC TGC TTT    270
Ile Ser Arg Val Glu Ala Glu Asp Leu Gly Val Tyr Tyr Cys Phe
                80                  85                 90
CAA GGT TCA CAT GTT CCG TAC ACG TTC GGA GGG GGG ACC AAA CTG    315
Gln Gly Ser His Val Pro Tyr Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Leu
                95                  100                105
GAA ATC AAA CGA ACT GTG GCT GCA CCA TCT GTC TTCATC TTC CCG    360
Glu Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro
                110                 115                120
CCA TCT GAT GAG CAG TTG AAA TCT GGA ACT GCC TCT GTT GTG TGC    405
Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys
                125                 130                135
CTG CTG AAT AAC TTC TAT CCC AGA GAG GCC AAA GTA CAG TGG AAG    450
Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys
                140                 145                150
GTG GAT AAC GCC CTC CAA TCG GGT AAC TCC CAG GAG AGT GTC ACA    495
Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr
                155                 160                165
GAG CAG GAC AGC AAG GAC AGC ACC TAC AGC CTC AGC AGC ACC CTG    540
Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu
                170                 175                 180
ACG CTG AGC AAA GCA GAC TAC GAG AAA CAC AAA GTC TAC GCC TGC    585
Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys
                185                 190                 195
GAA GTC ACC CAT CAG GGC CTG AGC TTG CCC GTC ACA AAG AGC TTC    630
Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Leu Pro Val Thr Lys Ser Phe
                200                 205                 210
AAC AGG GGA GAG TGT AAA TAC CTA TTG CCT ACG GCA GCC GCT GGA    675
Asn Arg Gly Glu Cys Lys Tyr Leu Leu Pro Thr Ala Ala Ala Gly
                215                 220                 225
TTG TTA TTA CTC GCT GCC CAA CCA GCC ATG GCC CTC GAG GTC CAG    720
Leu Leu Leu Leu Ala Ala Gln Pro Ala Met Ala Leu Glu Val Gln
                230                 235                 240
CTG CAG CAG TCT GGA CCT GAG CTG GTA AGG CCT GGA TCT TCA GTG    765
Leu Gln Gln Ser Gly Pro Glu Leu Val Arg Pro Gly Ser Ser Val
                245                 250                 255
AAG ATA TCC TGC AAG GCT TCT GGC TAC ACC TTC ACT AAC TTC TGG    810
Lys Ile Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Asn Phe Trp
                260                 265                 270
CTA GGT TGG GTA AAA CAG AGG CCT GGA CAT GGA CTT GAG TGG ATT    855
Leu Gly Trp Val Lys Gln Arg Pro Gly His Gly Leu Glu Trp Ile
                275                 280                 285
GGA GAT ATT TAC CCT GGG GGT GTT TAT ATT AAT TAC AAT GAG AAG    900
Gly Asp Ile Tyr Pro Gly Gly Val Tyr Ile Asn Tyr Asn Glu Lys
                290                 295                 300
TTC AAG GGC AAG GCC ACA CTG ACT GCA GAC ACA TCC TCC AGC ACT    945
Phe Lys Gly Lys Ala Thr Leu Thr Ala Asp Thr Ser Ser Ser Thr
                305                 310                 315
GCC TAC ATG CAG CTC AGT AGC CTG ACA TCT GAG GAC GTT TTT GTT    990
Ala Tyr Met Gln Leu Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Val Phe Val
                320                 325                 330
TAT TTT TGT GCA AGA GTG GGA TAC GAC GGT AGT AGT CAG TCT CTT    1035
Tyr Phe Cys Ala Arg Val Gly Tyr Asp Gly Ser Ser Gln Ser Leu
                335                 340                 345
GCT TAC TGG GGC CAA GGG ACT CTG GTC ACT GTC TCT GCA GCC TCC    1080
Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ala Ala Ser
                350                 355                360
ACC AAG GGC CCA TCG GTC TTC CCC CTG GCA CCC TCC TCC AAG AGC    1125
Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Lys
                365                 370                 375
ACC TCT GGG GGC ACA GCG GCC CTG GGC TGC CTG GTC AAG GAC TAC    1170
Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr
                380                 385                 390
TTC CCC GAA CCG GTG ACG GTG TCG TGG AAC TCA GGC GCC CTG ACC    1215
Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn Ser Gly Ala Leu Thr
                395                 400                 405
AGC GGC GTG CAC ACC TTC CCG GCT GTC CTA CAG TCC TCA GGA CTC    1260
Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu
                410                 415                 420
TAC TCC CTC AGC AGC GTG GTG ACC GTG CCC TCC AGC AGC TTG GGC    1305
Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly
                425                 430                 435
ACC CAG ACC TAC ATC TGC AAC GTG AAT CAC AAG CCC AGC AAC ACC    1350
Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr
                440                 445                 450
AAG GTG GAC AAG AAA GTT GAG CCC AAA TCT TGT GAC AAA ACT AGT    1395
Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr Ser
                455                 460                 465
GGC CAG GCC GGC CAG CAC CAT CAC CAT CAC CAT GGC GCA TAC CCG    1440
Gly Gln Ala Gly Gln His His His His His His Gly Ala Tyr Pro
                470                     475             480
TAC GAC GTT CCG GAC TAC GCT TCT    1464
Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser
                485
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