【2.3】单链可变片段(Single-chain variable fragment,scFv)

单链可变片段(single-chain variable fragment,scFv)实际上不是抗体的片段,而是免疫球蛋白的重链(VH)和轻链(VL)的可变区的融合蛋白,与10至约25个氨基酸的短接头肽( linker peptide )连接。 。 接头通常富含甘氨酸以获得柔韧性,以及丝氨酸或苏氨酸的溶解性,并且可以连接VH的N-末端和VL的C-末端,反之亦然。 尽管去除了恒定区并引入了接头,但该蛋白保留了原始免疫球蛋白的特异性。 右图显示了这种修改通常如何保持特异性不变。

产生这些分子以促进噬菌体展示,其中将抗原结合结构域表达为单个肽非常方便。 作为替代方案,scFv可以直接从衍生自杂交瘤的亚克隆重链和轻链产生。 ScFv具有许多用途,例如流式细胞术,免疫组织化学和人工T细胞受体的抗原结合结构域。

与通常在哺乳动物细胞培养物中产生的单克隆抗体不同,scFv更常见于细菌细胞培养物如大肠杆菌中。

单链可变片段的两种可能结构,其中抗原结合位点包括左侧的N末端和右侧的C末端。 接头肽如箭头所示。

纯化

单链可变片段缺乏在完整抗体分子中发现的恒定Fc区,因此,常用结合位点(例如,蛋白G)不能用于纯化抗体。 这些片段通常可以使用蛋白L纯化或固定,因为蛋白L与κ轻链的可变区相互作用。 更常见的是,科学家在scFv分子的c-末端加入6个组氨酸标签,并使用固定化金属亲和层析(IMAC)纯化它们。 由于未知原因,一些scFv也可被蛋白A捕获。

二价和三价scFv Bivalent and trivalent scFvs

可以通过连接两个scFv来设计二价(Divalent或bivalent)单链可变片段(di-scFv,bi-scFv)。 这可以通过产生具有两个VH和两个VL区的单个肽链来完成,产生串联(tandem )scFv。 另一种可能性是产生具有接头肽的scFv,所述接头肽对于两个可变区而言太短而不能折叠(约5个氨基酸),迫使scFv二聚化。 这种类型被称为双抗体(diabodies)。已经显示双抗体(diabodies)具有比相应的scFv低至多40倍的解离常数,这意味着它们对其靶标具有高得多的亲和力。 因此,双抗体药物的剂量可以比其他治疗性抗体低得多,并且能够在体内高度特异性地靶向肿瘤。 更短的接头(一个或两个氨基酸)导致形成三聚体,即所谓的三抗体或三体。 还生产了四体。 与双抗体相比,它们对靶标具有更高的亲和力。

所有这些形式可以由对两种不同抗原,具有特异性的可变片段组成,在这种情况下它们是双特异性抗(bispecific antibodies)的类型。 其中最远的是双特异性串联di-scFv,称为双特异性T细胞接合者( bi-specific T-cell engagers ,BiTE抗体构建体)。

参考资料

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