抗原設計與制備

無論是生產(chǎn)單克隆抗體還是多克隆抗體，抗原的制備都至關重要。南京銘研生物對于抗原的制備有多年的經(jīng)驗。我們會結合抗體的用途，綜合考慮同源性、親水性、分子量、結構、純度和長度等多方面因素，幫您設計并制備最佳抗原。

抗原制備

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抗原設計

抗原是指一種能刺激人或動物機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞，并能與這些產(chǎn)物在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應的物質(zhì)?？乖幕灸芰κ强乖院兔庖咴浴?/p>

抗原性和免疫原性

抗原性是指抗原與其所誘導產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的能力?？乖缘膹娙跖c抗原分子的大小、化學組成、抗原決定簇的結構等有密切關系。通?？乖姆肿恿坑蟆⒒瘜W組成愈復雜、立體結構愈完整，則抗原性愈強。
免疫原性是指能夠刺激機體形成特異抗體或致敏淋巴細胞的能力。即指抗原能刺激特定的免疫細胞，使免疫細胞活化、增殖、分化，最終產(chǎn)生免疫效應物質(zhì)抗體和致敏淋巴細胞的特性。也指抗原刺激機體后，機體免疫系統(tǒng)能形成抗體或致敏淋巴細胞的特異性免疫反應。

抗原決定簇

抗原決定簇是抗原物質(zhì)分子表面或其他部位，具有一定組成和結構的特殊化學基團，能與其相應抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性結合的結構，由連續(xù)或不連續(xù)的蛋白結構組成。一個天然抗原由多種和多個決定簇?？乖肿釉酱螅瑳Q定簇的數(shù)目越多。結構已經(jīng)確定的抗原決定簇稱為抗原表位。
目前蛋白質(zhì)抗原表位預測的方法大致可以分為兩類，一類是基于蛋白質(zhì)高級結構預測，像beta-轉(zhuǎn)角、膜蛋白跨膜區(qū)預測等；一種是基于氨基酸的統(tǒng)計學傾向性，對每個氨基酸的表面可接觸性，親水性和彈性進行計算可以大體推算出抗原決定簇區(qū)域。（使用我們的抗原決定簇預測軟件可以幫助您分析）

抗原設計原則

對于那些困難，較難獲得，分子量小的抗原，可以采取多肽合成的方法。多肽是一種半抗原，其單獨不能誘導免疫應答，即不具備免疫原性，但當其與大分子蛋白等載體偶聯(lián)后可獲得免疫原性，誘導免疫應答。

• 外源性：設計多肽序列與被免疫宿主蛋白序列不同源，與自身物種其他蛋白序列不同源
• 結構：序列不形成α-螺旋、內(nèi)部重復或接近重復段的序列
• 親水性：盡可能選在蛋白表面，如上所述，較好的抗原表位具有親水性，親水區(qū)域傾向于集中在蛋白表面，疏水區(qū)域通常包裹在蛋白內(nèi)部。只有抗原更好的溶于水相才能更好地激發(fā)免疫反應，因此設計的多肽一定要親水性好（可通過銘研的抗原決定簇預測工具預測親水性）
• 末端性：為了避免識別區(qū)域隱藏在蛋白內(nèi)部的風險。一般選擇N端或C端。N段或C段通常暴露在蛋白表面，暴露性更好，更容易制備抗體，但膜蛋白C端疏水性比較強，可選擇N端
• 長度和純度：多肽抗原一般設計8～20個氨基酸，一方面為防止蛋白質(zhì)水解，另一方面為了保證表位覆蓋率。鏈太短，產(chǎn)生的抗體與天然蛋白的親和力不強。鏈太長則易造成二級結構，使抗體失去其特異性，同時也增加合成成本。純度大于80%
• 氨基酸：序列內(nèi)脯氨酸（Pro）不能太多，一兩個脯氨酸的存在也可使肽鏈結構穩(wěn)定一些，對產(chǎn)生特異性抗體有力。同時盡量包括MHC類分子偏好的天冬氨酸（Asp），酪氨酸（Tyr），苯丙氨酸（Phe），避免容易發(fā)生糖基化的氨基酸（如天冬酰胺Asn、 絲氨酸Ser 、蘇氨酸Thr）和磷酸化的氨基酸

蛋白抗原VS. 多肽抗原

初次接觸抗體制備的科研人員，往往對抗原的選擇猶豫不決。一般來說，天然蛋白優(yōu)于重組蛋白，重組蛋白優(yōu)于多肽。但是，當?shù)鞍踪|(zhì)無法通過天然樣本純化或重組表達獲得時，多肽的優(yōu)勢較為明顯。在明確獲知抗原表位的情況下，可以優(yōu)先選擇合成多肽抗原。

比較	蛋白抗原	多肽抗原
適用性	多種下游應用 目標蛋白與其他蛋白的同源性較低，且易于表達和純化	主要應用于WB，ELISA或翻譯后修飾檢測 目標蛋白與其他蛋白具有較高的同源性，且很難或無法表達和純
優(yōu)點	可在多個表位產(chǎn)生抗體，所產(chǎn)生的抗體易于與天然蛋白結合	識別抗原表位明確 較低的交叉反應 抗原結構域的選擇更加靈活 易于合成，成本低，合成周期短
缺點	較高的非特異性交叉反應 重組蛋白抗原價格較高，周期相對較長，且可能達不到天然蛋白的性能	多肽本身不具備免疫應答的能力，需要偶聯(lián)載體蛋白偶聯(lián)以增強其免疫原性

注：蛋白抗原，因其針對多個表位產(chǎn)生抗體，非特異性交叉反應性概率升高。通過親和純化可以幫助消除非特異性，天然存在的抗體補體。但是，這無法消除對全長蛋白序列中包含的同源表位的交叉反應性問題。此外，不是所有蛋白質(zhì)都可進行親和純化，這取決于它們的溶解度和成功與親和柱偶聯(lián)的能力。