Библиотека фагового дисплея включает четыре типа: иммунные библиотеки, нативные библиотеки, полусинтетические библиотеки и синтетические библиотеки.

Библиотека полусинтетических антител состоит из синтетической последовательности вариабельного региона и другой природной последовательности. В основном используются тяжелая цепь, легкая цепь или перестроенный сегмент вариабельного региона зародышевой линии, где один или несколько CDRS являются случайными. Она имеет хорошие перспективы применения для антител, которые трудно иммунизировать in vivo.Наивные антитела обладают хорошей стабильностью, растворимостью и уровнем экспрессии после эволюции in vivo. Дизайн полностью синтетической библиотеки антител разнообразен, а эпитопы распознавания антител также разнообразны по сравнению с природной библиотекой антител.

Полусинтетическая библиотека антител обладает преимуществами как наивной, так и полностью синтетической библиотеки антител, что снижает долю искусственного конструирования и обеспечивает достаточное разнообразие антител.Процесс создания фаговой библиотеки выглядит следующим образом: разрабатываются специфические праймеры для ПЦР-амплификации, позволяющие получить продукты, которые затем ферментативно лигируются с фаговым вектором T7/M13, и успешно конструируется рекомбинантная фаговая плазмида. Рекомбинантная фаговая плазмида трансформируется в клетки-рецепторы TG1, затем наносится на среду, содержащую соответствующие антибиотики, и после отбора трансформеров проводится культивирование. После нескольких циклов культивирования фаг реплицируется в бактериях и успешно экспрессирует целевой белок или полипептид. Затем фаговая библиотека очищается от примесей и несвязанных фагов.

Наноантитело (Nb) — это вариабельный домен тяжелой цепи антитела (VHH), диаметром 2,5 нм и длиной 4 нм, представляющий собой самый маленький встречающийся в природе фрагмент, связывающийся с антигеном. VHH имеет длинную область CDR3 и может связываться с плоскостями, поверхностями и трещинами свернутого белка, где обычные антитела не связываются.

Рис. 1. Различные формы структуры антител.

VHH обладает следующими характеристиками: ① устойчивость к экстремальным температурам и pH, органическим растворителям и протеазам. После термической и химической денатурации VHH рефолдирует и модифицирует дисульфидную связь между CDR1 и CDR3, способствуя повышению структурной стабильности и обеспечению биологической активности. В то же время устойчивость к высоким температурам способствует повышению динамики биометрических свойств за счет повышения температуры. ② Nbs является идеальным кандидатом для полимеризации. Он позволяет осуществлять поливалентную, полиэпитопную и полиспецифическую инженерию, что облегчает повышение аффинности и связывание с множеством антигенов или развитие аффинности in vitro. Его простая молекулярная структура позволяет легче экспрессировать его в больших количествах в различных системах экспрессии, таких как бактерии, дрожжи или клетки млекопитающих. Это потенциальный тип антител, подходящий для инженерии и крупномасштабного производства.Благодаря вышеперечисленным характеристикам, наночастицы (Nbs) широко используются в научных исследованиях и клинической диагностике, включая позитронно-эмиссионную томографию, терапию Т-клетками с химерным антигенным рецептором (CAR-T), противовирусную микробную терапию, а также лечение солидных опухолей и рака крови. Они стали перспективным новым классом антител в фундаментальных исследованиях и биомедицине.

Из-за ограничений эффективности преобразования, плотности клеточной культуры и объема клеточной культуры верхний предел библиотеки антител, отображаемых на поверхности клеток, невелик (обычно менее 10^9), что подходит для оптимизации антител, например, путем созревания аффинности. В различных библиотеках антител, отображаемых на поверхности клеток, дрожжевые и млекопитающие клетки более благоприятны для связывающей активности антител, отобранных из соответствующих библиотек, и лучше отражают активность природных антител.

Библиотека антител, созданная методом бесклеточного молекулярного дисплея, имеет максимальный предел хранения (более 10^16). Поскольку этап аффинного скрининга полностью завершается в бесклеточной среде in vitro, легче добавлять параметры скрининга (такие как температура, pH, концентрация соли, концентрация детергента и т. д.), что дает ей уникальное преимущество в оптимизации физико-химических свойств антител.

В связи с меньшим объемом бактериального хозяина и фаговых частиц, большей плотностью культуры и меньшим объемом, а также более высокой эффективностью бактериальной трансформации по сравнению с дрожжевыми и млекопитающими клетками, предельная емкость библиотеки антител, созданной методом фагового дисплея, находится между библиотекой антител, созданной методом клеточного поверхностного дисплея, и библиотекой антител, созданной методом бесклеточного молекулярного дисплея. По сравнению с двумя другими типами технологий скрининга библиотек антител, преимущества библиотеки антител, созданной методом фагового дисплея, можно суммировать следующим образом: большая емкость хранения, простота эксплуатации, низкая стоимость, пригодность для высокопроизводительного скрининга, благоприятствование скринингу функциональных антител.

Компания Alpha Lifetech располагает комплексной платформой для фагового дисплея M13/T7, обеспечивающей создание и производство библиотек антител. Мы также можем предоставить индивидуальные услуги, такие как фаговый дисплей scFv, фаговый дисплей Fab и фаговый дисплей наноантител, в соответствии с вашими потребностями.Компания Alpha Lifetech много лет занимается разработкой технологии фагового дисплея. Она создала идеальную стабильную платформу для фагового дисплея, которая экономит время на научных исследованиях или проектах и ​​упрощает последующее производство. Alpha Lifetech также может предложить клиентам фаговый дисплей наноантител, фаговый дисплей scFv и фаговый дисплей Fab.

Бо Ван разработал полусинтетическое однодоменное антитело, состоящее из области FR1-FR3, амплифицированной методом ОТ-ПЦР, и области CDR3-FR4, синтезированной с помощью олигонуклеотидов, содержащих случайную область CDR3. Вариабельный домен тяжелых цепей антител (VHH) был получен методом ПЦР. Затем была проведена скрининговая проверка полусинтетической библиотеки с использованием рекомбинантного LcrV в качестве целевого антигена.

Рис. 2. Схематическое представление этапов создания библиотеки антител VHH.(Источник: Выделение однодоменных антител верблюда против антигена Yersinia pestis V270 на основе полусинтетической библиотеки однодоменных антител и разработка экспресс-теста на основе VHH-антител - PubMed (nih.gov))