针对抗体亲和配基筛选的STD-NMR方法学构建

作     者：葛佳 

作者单位：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 

学位级别：硕士

导师姓名：马光辉;郝冬霞;杨维兴

授予年度：2019年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 100102[医学-免疫学] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：核磁共振饱和转移差谱 等温滴定量热法 石英晶体微天平 单克隆抗体纯化 超大孔微球 

摘      要：生物医药领域的蓬勃发展推动着单克隆抗体下游纯化技术的不断进步。目前用于抗体纯化的蛋白A亲和配基,存在价格昂贵、配基脱落造成二次污染、配基稳定性差等问题。探索新型高品质亲和配基已成为抗体纯化亟待突破的瓶颈。多肽亲和配基可以弥补蛋白A配基的缺陷性,成为近些年的研究热点。但其设计方法属于虚筛,存在漏选、假阳性等问题。因此建立一种新型的配基精准筛选技术具有重要意义。核磁共振饱和转移差谱(Saturation transfer difference nuclear magnetic resonance spectroscopy,STD-NMR)具有可在真实吸附环境中实现筛选、蛋白大小不受尺寸限制等优点。因此,本文将该方法用于仿生多肽配基特异性的筛选方法建立,并以等温滴定量热法(Isothermal titration calorimetry,ITC)和石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance with dissipation,QCM-D)从热力学和吸附层分子排布形式对STD-NMR方法进行了验证,最后将所筛选出的多肽亲和配基应用于抗体亲和介质的制备和抗体的纯化。本论文开展的研究工作如下:1.建立了区分配基和蛋白间特异性和非特异性吸附的方法。通过STD-NMR、ITC和QCM-D等一系列方法来对特异性和非特异性结合间的差异性进行描述。结果表明,特异性吸附时,STD信号强度(International signal intensity,ISTD)随配基浓度增加呈线性增长,并伴随着较高的ΔH、较低的ΔS和相对少的吸附量,而非特异性吸附则随配基浓度增加呈非线性增长,,并伴随着较低的ΔH、较高的ΔS和相对多的吸附量。利用已建立的STD-NMR评价方法,对实验室前期设计出的仿生多肽配基RGWLC以及FYEILHC进行了甄别和评价,结果表明,FYEILHC较RGWLC具有更好的特异性,更适合后续亲和介质的制备。2.以筛选出的仿生多肽配基FYEILHC为亲和配基,以葡聚糖修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(Dextran-Poly(glycidyl methacrylate),Dextran-PGMA)超大孔微球为基质,制备出用于单克隆抗体纯化的仿生多肽超大孔Dextran-PGMA微球。以扫描电镜表征微球表面形貌,以AKTA蛋白纯化系统对Dextran-PGMA超大孔亲和介质进行柱上评测。结果表明,偶联仿生多肽配基的超大孔Dextran-PGMA微球具有成本低、传质性能好、化学稳定性强以及可从血清中纯化抗体的巨大潜力。综上所述,本文首次建立了一种可以用于筛选特异性和非特异性配基的新型STD-NMR方法,并在此基础上制备出偶联特异性仿生配基的Dextran-PGMA超大孔亲和介质,为抗体纯化介质的设计提供了新的制备思路。