抗体酶的人源化
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抗体酶的人源化
何谓抗体酶 应用中存在的问题 怎么解决
2014-5-24
一 何谓抗体酶
抗体酶（Abzyme)： 或催化抗体（Catalytic antibody)是一种 新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的 抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。 它是利用现代生物学与化学的理论与技术 交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和 酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
该方法的原则是仅替换与人抗体表面可及残 基 (SAR) 差别明显的区域 , 在维持抗体活并 兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面 残基相似的氨基酸替换 ; 另外 , 所替换的区 段不应过多,对于影响侧链大小、电荷、疏 水性,或可能形成氢键从而影响到抗体互补 决定区(CDR)构象的残基尽量不替换。免疫 球蛋白Fv区中表面可及残基(SAR)通常是指 30%氨基酸暴露在溶液中的区段。
2014-5-24
3 重构抗体
重构抗体是由异源抗体中与抗原结合相关的残基 与人抗体重新拼接构建的。
CDR移植 抗原结合位点的重构
部分CDR移植
SDR转移 一致化法
FR的选择 FR重构 FR改造
2014-5-24
最佳同源法
回复突变 与噬菌体展示技术相结合的FR回复突变 完善抗体生物学活性的相关FR改造 两步设计法
2014-5-24
2
表面重塑
通常认为,抗原上的抗原决定簇应具残基的运
动和溶剂的可及性 , 多集中在抗原表面 , 因此可推
测异源抗体在人体内引起免疫反应的主要抗原决
定簇应是该抗体的表面上溶液可及的残基。
因此，可以将鼠单抗可变区表面暴露的骨架区
氨基酸残基中改成人源的，就成为了镶面抗体。
2014-5-24
2014-5-24
Morrison 等从杂交瘤细胞中获得抗体 V 区 cDNA ，克隆到重组了人抗体 C 区的载体中， 转化哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合抗体。 改造后的抗体保留了原单抗特异结合抗原 的V区，去除了非人源序列(C区)；但由于 其整个 V 区都是异源的，所以嵌合抗体的 异源性还很明显，解决HAMA的效果并不理 想。嵌合抗体完整地保留了异源单抗的 V 区，最大限度地保持了其亲和活性，可作 进一步改造的亲和力参照体，也是进一步 提高补体活化及细胞毒作用等的基础对照。
2014-5-24
三 怎么解决
思路：抗体酶的人源化 方法：1 嵌合抗体 2 表面重塑 3 重构抗体 4 链替换
2014-5-24
1 嵌合抗体
在基因水平上将鼠源单 克隆抗体可变区和人抗 体恒定区连接起来并在 合适的宿主细胞中表达， 这种抗体称为人－鼠嵌 合抗体，但由于其整个V 区都是异源的,所以嵌合 抗体的异源性还很明显, 解决HAMA的效果并不理想
2014-5-24
抗原(antigen)抗体(antibody)的一般概念
抗原(antigen)： 一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答，并能 与相应免疫应答产物(抗体或抗原受体)在体内外发生特异 性结合的物质 抗体(antibody)： 能与相应抗原(表位)特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 根据其化学结构和抗原的不同可分为IgG、IgM、IgA、 IgE和IgD5种类型.
4
链替换
实验发现一些抗体中轻、重链V区在结
合抗原中起的作用不同,对于作用较弱的链 进行链替换,同样可以获得高亲和力的抗体。
2014-5-24
2014-5-24
抗体酶的催化反应
酰基转移反应 重排反应 氧化还原反应 金属螯和合反应 磷酸酯水解反应 磷酸酯闭环反应 光诱导反应 光聚合反应（二聚作用） 光裂解反应
Байду номын сангаас
制备方法
诱导法 引入法 拷贝法
2014-5-24
抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径 去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为 地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领 域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专 一性，可以得到一系列高度专一性的抗体 酶，使抗体酶不断丰富。随之出现大量针 对性强、药效高的药物。
2014-5-24
2014-5-24
抗体结构
其中： 抗体分子的可变区（V区）决定了抗体同抗原 结合的功能 抗体分子的稳定区（C区）决定了同种性免疫 源性
2014-5-24
二
存在的问题
1抗体酶的底物专一性、反应选择性和催化效率 不如天然酶 2 抗体酶的存在率低，制备过程费时费事且价 格昂贵 3具有一定抗原性，鼠源单抗用于人体时常被人 免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体 (HAMA)
何谓抗体酶 应用中存在的问题 怎么解决
2014-5-24
一 何谓抗体酶
抗体酶（Abzyme)： 或催化抗体（Catalytic antibody)是一种 新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的 抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。 它是利用现代生物学与化学的理论与技术 交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和 酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
该方法的原则是仅替换与人抗体表面可及残 基 (SAR) 差别明显的区域 , 在维持抗体活并 兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面 残基相似的氨基酸替换 ; 另外 , 所替换的区 段不应过多,对于影响侧链大小、电荷、疏 水性,或可能形成氢键从而影响到抗体互补 决定区(CDR)构象的残基尽量不替换。免疫 球蛋白Fv区中表面可及残基(SAR)通常是指 30%氨基酸暴露在溶液中的区段。
2014-5-24
3 重构抗体
重构抗体是由异源抗体中与抗原结合相关的残基 与人抗体重新拼接构建的。
CDR移植 抗原结合位点的重构
部分CDR移植
SDR转移 一致化法
FR的选择 FR重构 FR改造
2014-5-24
最佳同源法
回复突变 与噬菌体展示技术相结合的FR回复突变 完善抗体生物学活性的相关FR改造 两步设计法
2014-5-24
2
表面重塑
通常认为,抗原上的抗原决定簇应具残基的运
动和溶剂的可及性 , 多集中在抗原表面 , 因此可推
测异源抗体在人体内引起免疫反应的主要抗原决
定簇应是该抗体的表面上溶液可及的残基。
因此，可以将鼠单抗可变区表面暴露的骨架区
氨基酸残基中改成人源的，就成为了镶面抗体。
2014-5-24
2014-5-24
Morrison 等从杂交瘤细胞中获得抗体 V 区 cDNA ，克隆到重组了人抗体 C 区的载体中， 转化哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合抗体。 改造后的抗体保留了原单抗特异结合抗原 的V区，去除了非人源序列(C区)；但由于 其整个 V 区都是异源的，所以嵌合抗体的 异源性还很明显，解决HAMA的效果并不理 想。嵌合抗体完整地保留了异源单抗的 V 区，最大限度地保持了其亲和活性，可作 进一步改造的亲和力参照体，也是进一步 提高补体活化及细胞毒作用等的基础对照。
2014-5-24
三 怎么解决
思路：抗体酶的人源化 方法：1 嵌合抗体 2 表面重塑 3 重构抗体 4 链替换
2014-5-24
1 嵌合抗体
在基因水平上将鼠源单 克隆抗体可变区和人抗 体恒定区连接起来并在 合适的宿主细胞中表达， 这种抗体称为人－鼠嵌 合抗体，但由于其整个V 区都是异源的,所以嵌合 抗体的异源性还很明显, 解决HAMA的效果并不理想
2014-5-24
抗原(antigen)抗体(antibody)的一般概念
抗原(antigen)： 一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答，并能 与相应免疫应答产物(抗体或抗原受体)在体内外发生特异 性结合的物质 抗体(antibody)： 能与相应抗原(表位)特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 根据其化学结构和抗原的不同可分为IgG、IgM、IgA、 IgE和IgD5种类型.
4
链替换
实验发现一些抗体中轻、重链V区在结
合抗原中起的作用不同,对于作用较弱的链 进行链替换,同样可以获得高亲和力的抗体。
2014-5-24
2014-5-24
抗体酶的催化反应
酰基转移反应 重排反应 氧化还原反应 金属螯和合反应 磷酸酯水解反应 磷酸酯闭环反应 光诱导反应 光聚合反应（二聚作用） 光裂解反应
Байду номын сангаас
制备方法
诱导法 引入法 拷贝法
2014-5-24
抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径 去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为 地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领 域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专 一性，可以得到一系列高度专一性的抗体 酶，使抗体酶不断丰富。随之出现大量针 对性强、药效高的药物。
2014-5-24
2014-5-24
抗体结构
其中： 抗体分子的可变区（V区）决定了抗体同抗原 结合的功能 抗体分子的稳定区（C区）决定了同种性免疫 源性
2014-5-24
二
存在的问题
1抗体酶的底物专一性、反应选择性和催化效率 不如天然酶 2 抗体酶的存在率低，制备过程费时费事且价 格昂贵 3具有一定抗原性，鼠源单抗用于人体时常被人 免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体 (HAMA)