抗体片段Fab

什么是Fab?

下载Fab片段(Fragment of antigen binding)也叫做抗原结合片段,是抗体结构中可以与抗原结合的区域。Fab片段由一条完整的轻链与重链的VH和CH1结构域(Fd段)组成,分子量约5×104。轻链与重链均存在一个恒定区与一个可变区,轻重链间存在二硫键链接。
目前,Fab抗体片段可以在实验室制备出来。在木瓜蛋白酶的作用下,人免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,IgG)可以被降解为两个Fab片段及一个Fc片段(fragment crystallized, 结晶片段);在胃蛋白酶的额作用下,IgG可以被降解为一个F(ab’)2片段和一个pFc’片段。F(ab’)2片段可以进一步被还原,形成两个Fab’片段。

Fab 抗体结构

酶解法制备Fab、Fab’以及F(ab’)2

Fab片段制备

目前有酶解法、利用表达系统制备以及利用噬菌体展示技术进行抗体库筛选等方法进行Fab片段的制备。酶解法通常用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶等酶对人免疫球蛋白G进行降解,得到F(ab’)2,Fab,Fc片段等产物;利用表达系统生产Fab片段,通常利用大肠杆菌表达系统与哺乳动物表达系统。大肠杆菌表达系统具有生产成本低、生产速度快等优点,但容易形成包涵体,复性后活性难保证,有可能会影响实验研究。用哺乳动物系统表达Fab抗体片段,可以顺利的形成二硫键,更接近天然Fab结构,活性也更高,可以更好的应用于下游科研研究,是优于大肠杆菌表达系统的选择。利用噬菌体展示技术,先制备Fab片段抗体库,在经过数轮的筛选富集,即可得到高亲和性的Fab抗体。

Fab抗体片段的纯化

对IgG进行酶解后,可以得到Fab片段与Fc片段的混合物。可用protein A对混合物进行纯化,蛋白A可以和混合物中的Fc段特异性结合,最终被洗脱,从而达到纯化的目的。

在表达系统表达出Fab片段后,可以在分子的C端加6个His标签,用亲和层析技术对表达后的产物进行纯化。

Fab片段的发展与应用

和单抗的发展历程一样,Fab的发展经历了鼠源性(murine)、嵌合性(chimeric)、人源化(humanized)和全人源单抗性(human monoclonal antibody)四个阶段。嵌合Fab片段是由鼠源可变区和人源恒定区组成,人源化Fab片段是由鼠源CDR和人源框架区组成。

与完整的IgG相比,Fab片段缺少Fc段,虽然能与抗原选择性结合但不会发生沉淀反应;由于自身免疫原性低,不能被活体的免疫细胞识别,因此能显著降低超敏性反应发生的概率,提高产品的安全性。Fab类抗体片段具有分子质量小、组织分布特异性强、免疫原型低、可基因工程操作等特点,使Fab成为了医药研究领域的重要成员之一,Fab类药物在预防、诊断、治疗等领域有着广泛的应用。

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