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基于结构设计实现在一种细胞系中制备含两种同源二聚体组分的抗体混合物

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摘要

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缩写汇总

1.1 基于结构的蛋白质设计

1.2 基于结构的抗体设计进展

1.2.1 抗体的结构与特性

1.2.2 提高抗体的亲和力和特异性

1.2.3 增强抗体的免疫效应功能

1.2.4 提高抗体的构象稳定性

1.2.5 提高抗体的溶解性

1.2.6 抗体-药物偶联物

1.2.7 双特异性抗体

1.2.8 抗体融合蛋白

1.2.9 小分子抗体片段

1.3 抗体混合物

1.3.1 抗体混合物的应用

1.3.2 抗体混合物的制备

1.4 本研究的目的及意义

2.1.1 基因及载体

2.1.2 菌株、细胞系及小鼠

2.1.3 试剂与耗材

2.1.4 仪器与工具

2.1.5 主要溶液配制

2.2 实验方法

2.2.1 结构分析

2.2.2 质粒构建

2.2.3 定点突变

2.2.4 细胞培养及转染

2.2.5 蛋白质的纯化

2.2.6 抗体的组分分析

2.2.7 加速稳定性实验

2.2.8 酶联免疫吸附测定

2.2.9 流式细胞分析

2.2.10 异种移植模型鼠实验

2.2.11 差式扫描量热法

2.2.12 蛋白质的结晶和晶体优化

2.2.13 蛋白晶体的衍射、数据收集及结构解析

第三章 结果与讨论

3.1 Mix-mAb技术的设计原理及思路

3.2 基于抗体结构设计突变

3.2.1 界面氨基酸的鉴定

3.2.2 突变体的设计

3.2 表达产物的分析

3.2.1 突变体组合的表达与纯化

3.2.2 组分分析

3.2.3 不同共转比例对各组分含量的影响

3.2.4 加速稳定性试验

3.3 靶向EGFR抗体混合物的制备

3.3.1 cetuximab/mAb806抗体混合物的组分分析

3.3.2 cetuximab/mAb806抗体混合物的特异性检测

3.3.3 流式细胞分析

3.3.4 体内活性检测

3.5 突变型Fc的蛋白质晶体结构

3.5.1 突变型Fc的蛋白表达、纯化与结晶

3.5.2 突变型Fc蛋白晶体的数据收集与处理

3.5.3 突变型Fc蛋白晶体的结构分析

3.5.4 突变型CH3结构域的Tm值测定

3.5.5 突变型Fc与Fc受体的亲和性测定

第四章 总结与展望

参考文献

作者简历及科研成果

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摘要

随着越来越多的蛋白质结构被解析,基于结构的蛋白质设计成为一个研究热点,为蛋白药物尤其是治疗性抗体的开发提供了一种强有力的手段。
  抗体混合物能同时靶向两个或多个抗原表位,在复杂性疾病的治疗中颇具潜力,但是其制备技术上仍存在许多问题有待解决。该研究目的是通过基于结构的抗体设计,解决两种抗体在一个细胞中共表达时不同抗体间重链错配的问题,实现在一个细胞系中表达产生含两种同源二聚体组分的抗体混合物,从而开发一种新的抗体混合物制备技术—Mix-mAb技术。
  Mix-mAb技术的设计原理:在IgG抗体中,两条重链的CH3结构域之间存在较强的相互作用,是促使抗体形成二聚体的主要作用力,并且这一相互作用在不同抗体之间是高度保守的;利用静电转向机制,同时改变抗体CH3结构域界面上相互配对的带电荷氨基酸的电性,使得同一抗体的两条重链之间仍保留静电吸引作用,促进同源二聚体的形成,而不同抗体的重链之间则产生静电排斥作用,抑制异源二聚体的形成。
  该研究首先对抗体Fc的结构进行分析,找出CH3结构域相互作用面上关键的带电荷氨基酸;合理设计一系列突变体组合;分析每组共表达产物的组分和性能,筛选出能有效抑制异源二聚体形成的最佳突变组合;然后根据该突变组合从一个细胞系中制备靶向EGFR的抗体混合物,并结合体外、体内实验检测产物的活性,以进一步证明Mix-mAb技术的可行性;最后进一步解析了该突变组合中突变型Fc的晶体结构,阐明了突变型Fc促进同源二聚体形成的分子机制。
  Mix-mAb技术能够缩减抗体混合物的生产成本,减少不同生产批次之间的差异,为抗体混合物的制备提供了一种有效方案,也为制备高效抗体药物开辟了新途径。

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