构建纳米抗体表达酵母文献综述

一、课题背景

纳米抗体是一种新型抗体，是羊驼外周血液中存在的一种天然缺失轻链的抗体，与传统抗体 IgG 相比，这种抗体只包含一个重链可变区 VHH 和两个常 规的 CH2 和 CH3 恒定结构域区，分子量只有传统抗体的一半，单克隆抗体的 1 /10，可以穿过血脑屏障，与普通抗体相比较特异性更高、亲和力以及结合抗原的能力更强。是已知的可结合目标抗原的最小单位。可用于肿瘤等疾病的治疗、疾病的检测、疫苗的研发等。

传统的 IgG 由 2 条重链和 2 条轻链构成，2 条重链之间以及重链和轻链之间通过二硫键进行连接，轻链和重链都由可变区和恒定区结构组成， 重链的恒定区为 CH1、CH2、CH3，可变区为 VH。可变区中的 部分氨基酸容易发生突变，称为高变区，由其组成 的抗原结合片段位于抗体两臂的末端，决定了 IgG 的抗原特异性。而VHH 主要依靠 3 个区域与抗原分子结合，称为互补决定区(CDR1、 CDR2、 CDR3)， 也称之为高变区(HV1、HV2、HV3)，其氨基酸序 列具有很强的突变性．高变区之间区域的氨基酸序 列变化较小，称为骨架区(FR1、FR2、FR3、FR4)， 骆驼 VHH 骨架区序列与人 VH 相比同源性超过 80%。因而VHH 的溶解度高、 稳定性好，且对人体的免疫原形弱。

目前VHH的生产方式主要有利用细菌生产、利用真菌生产、利用哺乳动物细胞系生产、利用植物生产以及利用昆虫生产5大类；在工业生产中最为常用的是利用酵母菌的高表达特性，进行VHH的大量生产，生产水平受酵母菌分泌物效率的影响，从毕赤酵母中可以纯化( 8 ～ 18 ) mg / L。然后在实验室平台上酵母的每升毫克级生产量转移到高细胞密度发 酵罐中实现每升克级( g / L) 的生产量。很高的积累水平和直接纯化的特点已经使毕赤酵母在工业中作为首选来大量生产 VHH。

巴斯德毕赤酵母( Pichia pastoris)表达系统是上世纪 80 年代初发展起

来的一种新型的外源蛋白表达系统。该酵母具有独特的生物学特性，作为真核表达系统，具有严格调控外源蛋白的表达，加工修饰表达产物，表达量高，营养要求低等优点。且巴斯德毕赤酵母中表达产物可分泌至胞外，从而获得较高表达量和利于表达产物的分离纯化。

基于纳米抗体相较于传统抗体的显著优势，以及巴斯德毕赤酵母表达系统可用于工业生产的特性，我们拟建立纳米抗体表达酵母的平台。

二、要解决的问题

以酵母等其他真核细胞为宿主表达的VHH能定位各种分泌途径，以分泌的形式表达，从而更高效的形成天然的、具有可溶性和功能性的纳米抗体。但是通过真核宿主分泌表达途径表达的VHH可能会存在N-糖基化等潜质，使得VHH具有更高的免疫原性并且降低自身的半衰期，不利于临床应用。应当尽量降低VHH的N-糖基化效应。