파지 디스플레이 라이브러리 구축 서비스

알파 라이프텍은 항체 라이브러리 구축 및 생산을 보장하는 포괄적인 M13/T7 파지 디스플레이 플랫폼을 보유하고 있습니다. 또한 고객의 요구에 맞춰 항체 scFv 생산과 같은 맞춤형 서비스도 제공합니다.

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파지 디스플레이 라이브러리 구축 서비스

알파 라이프텍은 오랜 기간 파지 디스플레이 기술에 심혈을 기울여 왔습니다. 과학 연구 또는 프로젝트 연구 시간을 절약하고 후속 생산을 용이하게 하는 완벽하고 안정적인 파지 디스플레이 기술 플랫폼을 구축했습니다. 알파 라이프텍은 또한 고객에게 VHH 항체 생산, SCFV 항체 생산, Fab 항체 생산과 같은 서비스를 제공합니다.

알파 라이프텍은 항체 라이브러리 구축 및 생산을 보장하는 포괄적인 M13/T7 파지 디스플레이 플랫폼을 보유하고 있습니다. 또한 고객의 요구에 맞춰 항체 scFv 생산 및 고처리량 항체 스크리닝과 같은 맞춤형 서비스도 제공합니다.

파지 디스플레이 소개

파지 디스플레이 기술은 파지(세균을 감염시키는 바이러스)를 이용하여 특정 단백질이나 펩타이드의 기능성 결합 분자를 찾는 기술입니다. 파지 항체 라이브러리 구축 기술에는 Fab 항체 라이브러리 구축, 항체 scFv 라이브러리 구축, 나노바디 라이브러리 구축 등이 있습니다. 박테리오파지의 종류에 따라 M13, T7, T4, λ 등으로 나눌 수 있으며, 라이브러리 종류에 따라 랜덤 펩타이드 라이브러리, cDNA 라이브러리, 항체 라이브러리, 단백질 라이브러리 등으로 구분할 수 있습니다. 파지 디스플레이 기술은 조작이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 그러나 이 기술은 너무 긴 서열을 발현할 수 없어 라이브러리 내 분자 유전학적 다양성이 제한적이라는 한계가 있습니다.

현재 파지 디스플레이 기술은 널리 활용되고 있으며, 특히 신약 개발(저비용 고효율 합성 백신), 항체 의약품 개발(효소 억제제 스크리닝), 세포 신호 전달(모의 에피토프 스크리닝), 항원 에피토프 연구(단클론 항체 제조) 분야에서 상당한 성과를 거두고 있다.

T7 박테리오파지 소개

T7 박테리오파지는 40kb 길이의 이중 가닥 DNA로 구성되어 있으며, 직경 60nm의 캡시드에 싸여 있습니다. 머리와 꼬리를 연결하는 부분은 여러 개의 gp8 단백질로 이루어진 고리 구조입니다. T7 박테리오파지의 머리와 핵은 gp8 단백질과 결합하여 원통형 구조를 형성하고, 이 구조를 통해 머리와 꼬리를 연결할 수 있습니다.

그림 1. T7 박테리오파지의 개략도.(참조: T7 파지 디스플레이 시스템의 발전 (리뷰))

M13 박테리오파지 소개

박테리오파지 M13은 Ff 파지라고 총칭되는 사상형 파지 그룹에 속합니다. 길이는 900nm, 너비는 6.5nm입니다. 6407bp 길이의 단일 가닥 DNA(ssDNA) 게놈을 가지고 있으며, 이 게놈은 11개의 서로 다른 단백질을 코딩하는 9개의 유전자로 구성됩니다. 이 중 5개는 외피 단백질이고, 나머지 6개는 파지의 복제 및 조립에 관여합니다. 외피 단백질 중 가장 많은 양을 차지하는 것은 캡시드 단백질 G8P로, 약 2700개의 단백질 단위로 구성되어 있으며 염색체를 둘러싸는 막을 형성합니다.

그림 2. 박테리오파지 M13의 개략도.(참조: 항체 파지 디스플레이 기술의 기초)

파지 디스플레이 항체 라이브러리 소개

항체 발굴은 현대 의학에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 다양한 항체 발굴 접근법이 존재하지만, 파지 디스플레이 항체 라이브러리는 의학 분야에서 가장 많이 활용되고 있습니다.

1990년 이후, VH, VHH, scFv, 다이아바디, Fab 항체 등 다양한 항체 형태를 이용하여 파지 라이브러리가 구축되어 왔습니다. VH와 VL 구조 도메인으로 구성된 scFv는 항체 scFv 라이브러리 구축에 사용되는 단일 사슬 항체입니다. scFv는 짧은 반감기와 낮은 면역원성을 특징으로 합니다. Fab 항체 라이브러리는 VH, VL, CL, CH1으로 구성되어 높은 친화도를 가진 이상적인 항체를 신속하게 선별할 수 있습니다. 표적 항원에 결합할 수 있는 가장 작은 단위인 VHH는 현재 나노바디 라이브러리를 구성합니다. VHH는 구조가 단순하고, 부피가 작으며, 용해도가 높고, 안정성이 우수하며, 제조 및 발현이 용이하다는 장점을 가지고 있습니다. 합성 나노바디(Nb) 라이브러리는 안정적이고 높은 친화도를 가진 합성 나노바디를 얻기 위한 동물 면역의 매력적인 대안으로 부상하고 있습니다. 일반적으로 이러한 항체 단편은 M13 파지의 G3P에 융합되며, 항체 단편을 코딩하는 유전자를 대량으로 클로닝함으로써 다양한 항체를 선택할 수 있는 대규모 파지 디스플레이 항체 라이브러리를 생성할 수 있습니다.

파지 라이브러리 구축 과정

파지 라이브러리 구축 과정은 다음과 같습니다. 먼저, PCR 증폭을 위한 특이적 프라이머를 설계하여 산물을 얻고, 이를 T7/M13 파지 벡터와 효소적으로 연결하여 재조합 파지 플라스미드를 성공적으로 구축합니다. 구축된 재조합 파지 플라스미드를 TG1 수용체 세포에 형질전환시킨 후, 적절한 항생제가 포함된 배지에 코팅하고 형질전환체를 선별하여 증식 배양합니다. 여러 차례 배양을 거치면 파지가 세균 내에서 증식하여 목표 단백질 또는 폴리펩티드를 성공적으로 발현합니다. 마지막으로, 파지 라이브러리를 정제하여 불순물과 결합되지 않은 파지를 제거합니다.

항체 다양성과 상관관계가 있는 가변 영역(VH 및 VL)을 파지 단백질 PIII을 코딩하는 서열과 함께 파지 벡터에 삽입하였다. 조립 후, 파지 입자가 노출되고 마이너 코트 단백질 III의 N-말단과 융합되어 기능성 항체 단편을 형성함으로써 항체 DNA 서열을 포함하는 라이브러리를 얻었다.

면역 접종 종료 후 항체 역가를 측정하고, 역가가 기준치를 충족하면 동물의 혈액을 채취하였다. 혈액에서 림프구를 분리하고 RNA를 추출한 후, RT-PCR을 이용하여 목표 단편을 증폭하여 V 영역 유전자 단편을 얻었다. V 유전자는 특이적 프라이머를 사용하여 증폭하였다.

이렇게 만들어진 자연 라이브러리에는 어떤 표적이든 공격할 수 있는 동물 유래의 면역원성이 낮은 항체가 포함됩니다. 항원에 특이적으로 결합하는 파지 항체는 항원을 고정하거나 표지하는 스크리닝 기술을 사용하여 수집할 수 있습니다.

표적 항원은 마이크로플레이트 구멍과 같은 고체 담체에 고정되거나 자성 비드에 결합됩니다. 그런 다음 파지 항체 라이브러리를 첨가하여 항원에 결합시킵니다. 여러 번의 용출 과정을 거치면 친화도가 낮거나 특이성이 없는 파지는 제거되고 특이 항체를 나타내는 파지만 남게 됩니다.

파지 디스플레이의 응용

현대 의학에서 항체 발굴은 점점 더 중요해지고 있습니다. 다양한 항체 발굴 접근법이 존재하지만, 파지 디스플레이 기술은 의학 분야에서 가장 많이 활용되고 있습니다. 1990년대 이후, VH, VHH, scFv, 다이아바디, Fab 항체 등 다양한 항체 형태를 이용하여 파지 라이브러리를 구축해 왔습니다.
*파지 펩타이드 라이브러리는 단백질 에피토프의 서열을 신속하게 결정할 수 있게 해 주며, 에피토프와 항원 수용체 간의 상호작용을 연구하는 강력한 도구로 자리 잡았습니다.
*항체 단편은 M13 파지의 G3P에 융합되며, 항체 단편을 코딩하는 다수의 유전자를 클로닝함으로써 다양한 항체를 선별할 수 있는 대규모 파지 디스플레이 항체 라이브러리를 생성할 수 있습니다.
*T7 파지 디스플레이 시스템은 단순성, 높은 안전성, 안정성, 보관 및 운송 용이성 등 여러 장점을 가지고 있어 예방 및 치료 백신에 사용됩니다.
*T7 파지 디스플레이 시스템은 병원성 미생물의 표면 항원 및 암 항원과 같은 다양한 항원을 검출할 수 있습니다.

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