多肽抗原:“少即是多”的成功策略
- 相较于其他形式的抗原,多肽通常缺乏一些免疫显性部位。(免疫显性部位可能会掩盖我们感兴趣的位点)
- 可以对多肽特定位置或区域进行精准定位
- 多肽能够凸显出某个特定的表位。这个表位在不同物种间的序列可能表现出高度的相似性,也可能存在显著的差异。
一、肽类抗原在抗体发现中的独特价值与挑战
在抗体发现中,选择合适的抗原至关重要。使用多肽作为抗原的方法,已经存在了60余年。随着技术的进步,我们也有了更多新颖的途径可以选择,如重组蛋白、工程化细胞以及编码蛋白质的DNA等,它们各自都能展示多种表位或潜在的抗体识别位点。与这些更新颖的抗原形式相比,多肽在表位覆盖率上可能稍显不足,无法像其他免疫原那样完整地展示目标蛋白的更长或完整部分。尽管多肽是抗体发现的基础途径,但其多样性似乎仍有局限。
那么,使用多肽作为抗原有什么益处呢?实际上,益处非常多。多肽采用了一种“少即是多”的策略,这种策略能够显著增强抗体发现过程。
从纯粹实用的角度来看,与其他形式的抗原相比,多肽的合成也具有简单、快速和廉价的优点。
二、设计正确多肽的关键
长期以来,多肽一直是免疫组织化学和免疫印迹法(Western Blot)等抗体开发的首选抗原。这些类型的检测在变性条件下进行,因此短线性肽可以产生适用于这些应用的优质抗体。
然而,在需要识别天然折叠结构的应用场景中,并非所有多肽都适用。特别是对于那些具有复杂二级结构或由不连续(或远端)序列构成的构象表位,多肽面临着巨大的挑战。这些序列在天然折叠的目标抗原中紧密相连,使得多肽的设计和应用变得尤为复杂。为了找到能够作为治疗性抗体或在酶联免疫(ELISA)、流式细胞术和阻断试验中有效应用的抗体,我们迫切需要设计一种能够精准模拟天然蛋白质结构的多肽。
在设计过程中,需要考虑目标抗原的已知结构、预测结构以及实际应用等因素。为了确定哪种肽最为合适,可以先利用在线数据库(如UniProt)与目标抗原进行比对,分析不同物种间的交叉反应情况,并预测其二级结构。
此外,可以使用3D建模软件来预测各种多肽候选物的二级和三级结构,并将其与天然蛋白质的结构进行比较。之所以进行这种深入的分析,是因为肽的长度以及氨基酸序列都会对其二级结构产生显著影响。在某些情况下,也可以通过构建二硫键来模拟目标的结构特征。
多肽必须具有良好的水溶性,并带有能与载体蛋白结合的基团。为了确保多肽的溶解性,设计出的多肽需要含有足够数量的亲水性残基。通常,我们会将多肽与载体蛋白结合,结合位置会避开肽类最具免疫原性的末端。
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