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抗多肽制备流程及原理


用RSA耦联体免疫过的兔子不太可能产生针对 载体的抗体,因为RSA是兔子自身的蛋白。如果注 射动物不是兔子RSA则不会被认为是自体蛋白。免 疫系统是对多肽-载体蛋白整体发生反应的,即免 疫反应有一部分是针对耦联多肽,一部分是针对中 间连接体,有一部分是针对载体蛋白。当用ELISA做 筛选时建议使用不同载体蛋白耦联的多肽聚合物。 如果ELISA是在非耦联多肽涂层的多孔板上做时则没 有必要这样做。
(2) 选择抗原决定簇 为选择好的抗原决定簇,应符合以下三点: 1.亲水性(Hydrophilicity) :大部分抗原决定簇是亲水性 的; 2.表面可接触性(Surface Accessibility) :大部分抗体只 与蛋白质表面部分结合; 3.有弹性(flexibility) :许多已知的抗原决定簇是在自由 活动区域。 所以一般来说蛋白质的 N 端及 C 端是很好的抗原决 定簇区域。
羧基取代基的活化能力顺序
3.7 肽键生成的方法
• 羧基活化法有碳二亚胺法、混合酸酐法、活化酯 法、NCA法等 • 1.碳二亚胺法
• 2、混合酸酐法:反应一般分两部进行
副反应:
歧化反应和酸酐分解:
二酰胺的形成:பைடு நூலகம்
3、活化酯法
羧酸酯氨解生成酰胺的反应是胺对酯进行 亲核取代,因此增加R‘基团的吸电子能力必将 增加羰基碳原子的正电性而有利于氨解反应的 进行。
备注
(5)设计多肽序列的长度 抗原性区域确定以后,接下来要确定多肽的长度。 关于选定多肽长度有两种不同的观点。一种观点认为 长的多肽(20-40个氨基酸)比较好,因为长的多肽 无疑会增加抗原基的数量。另一种观点则认为小的多 肽更有效,使用小的多肽能保障所产生抗体的位点特 异性。但有一点是明确的,不管长度如何,所选多肽 必须能够较容易地通过生化合成得到,并且能溶解到 水溶性缓冲剂进行载体蛋白的耦联。由于受副反应的 影响较大,高于二十个氨基酸的多肽通常很难进行高 纯度合成,并且常常会含有缺失性序列。
R1 XNH C COY H R2 R1 R2
+
H2N C COOQ H
XNHCHCONHCHCOOQ
对于长肽合成,一般有逐步增长和片段缩合两种 方式,前者由起始氨基酸(或肽)开始,每连接 一次增长一个氨基酸,后者由C保护肽同N保护 肽缩合来得到两者长度相加的新肽链。
R1 XNH O N O R2 N N O Rn N O Rn+1 Y R1 R2 N O O N N O Rn N O Rn+1 OQ XNH O R1 N O R2 N N O R2n+1 N O R2n+2 OQ
羧基保护基 甲酯/乙酯 苄酯/取代苄 酯
脱保护条件
用NaOH/KOH在有机水溶液中皂化脱去 除能像甲酯或乙酯那样用皂化的方法 脱掉外还可以用催化氢解的方法脱除 能用HCl/有机溶剂、HBr/AcOH、TFA、 叔丁酯(OtBu) HF等酸解的方法脱去 邻苯二甲酰亚 用HCl/有机溶剂、二乙胺的乙醇溶液 胺甲酯 、稀的NaOH水溶液和肼解脱去 苯羰甲酯 用催化氢解或硫代酚钠处理脱去 用催化氢解、电解还原、Na/液氨处理 吡啶-4-甲酯 、碱皂化等方法脱去 NaOH皂化脱去,TFA和HCl/有机溶剂酸 三甲硅乙酯 解脱去
抗多肽制备流程及原理
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1. 抗原多肽的设计
2. 抗原多肽的偶联策略
3. 多肽合成简介
4. 抗多肽血清的制备 5. 血清的检测
1. 抗原多肽的设计
为产生有效的抗体,第一步是设计好的抗原, 此抗原可以来源于整个蛋白质的一部分:一个或几 抗原决定簇区域的序列。 (1)什么是抗原决定簇? 蛋白质表面部分可以使免疫系统产生抗体的区 域叫抗原决定簇。一般抗原决定簇是由 6-12 氨基 酸或碳水基团组成,它可以是由连续序列(蛋白质 一级结构)组成或由不连续的蛋白质三 维结构组成。
2. 抗原多肽的耦联策略
化学合成的多肽抗原是小分子,本身很难具有 好的抗原性,只能诱导动物产生很弱的免疫反应, 因而与载体蛋白耦联是很重要的。载体蛋白含有很 多抗原决定基,能够刺激T细胞,进而诱导B细胞 反应。用于与多肽耦联的载体蛋白有多种,其中最 常用的是(keyhole limpet hemacyanin (KLH), 牛血 清白蛋白(bovine serum albumin,BSA), 卵清蛋白 (ovalbumin,OVA)和牛甲状腺球蛋白(bovine thyroglobulin,THY)。KLH具有更高的抗原性,是 最为常用的多肽耦联载体。BSA也常用来作为多肽 载体,但由于BSA经常被用做检测试验的阻断剂而 使得该方法生产的抗体在应用上存在着一定的局限 性。
设计合成性多肽常常被忽略的一个方面是如何将 多肽耦联到载体蛋白上。例如,N-端序列需要通过 C-端氨基酸耦联,而C-端序列则需要通过N-端氨基 酸耦联。内部序列则可以耦联到任何一端。内部序列 耦联的另一考量则是将非共轭端酰基化或氨基化,因 为原蛋白分子序列中不会含有带电荷的末端。最常用 的耦联方法都是基于自由氨基(alph-氨基或Lys)、 sufhydryl (Cys)或羧基集团(Asp, Glu, 或 alpha-羧基) 的存在。所有的耦联方法都应该是通过羧基或氨基端 残基将多肽耦联到载体蛋白上。所选序列不能有多个 残基都能参与所选耦联化学反应。如果多个反应位点 存在,可以考虑将多肽序列缩短,或者选择所有反应 位点都位于一端的多肽。对于内部序列通常会使用离 所预测抗原位点较远的一端进行耦联,这样可以避免 可能的屏蔽问题。
1.载体蛋白的接入位置 。
2.如果其序列是位于蛋白 C 端的,此多肽 C 端一 定是自由的羧基团,而N 端被掩盖。同时如果载体 蛋白是通过半胱氨酸偶联,此半胱氨酸应处于 N 端 位置,使 C 端完全暴露给免疫系统。
3.相反,如果其序列是位于蛋白质 N 端,此多肽 C 端应掩盖,暴露出 N端,而载体蛋白应在 C 端。
+
H2N
3.3 氨基保护 氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、酰基,和 烷基三大类。因为N烷氧羰基的保护的氨基酸在接肽 时不易发生消旋化,故烷氧羰基使用最多。
3.4 羧基保护
• 目前使用的羧基保护大致可以分为三种 • 一种可以用碱皂化脱去,如甲酯、乙酯 • 另一种可以用酸脱去,如叔丁酯、对甲氧 苄酯,邻苯二甲酰亚胺甲酯等 • 第三种除了用酸或碱脱去外,还可以用其 他的方法选择性脱去,如苄酯、苯羰基甲 酯、三甲硅乙酯
(3) 抗原性与免疫原性 单独的抗原决定簇是不能产生免疫反应,它只有 抗原性但没有免疫原性,为使它能具有免疫原性,它 必须偶联在载体蛋白上。
(4) 抗原决定簇的预测 对每个氨基酸的表面可接触性、亲水性和弹性进 行计算可以大体推算出抗原决定簇区域,抗原决定簇 区域应综合以上三个特点。目前市面上有几个专业测 定软件满足需要:如MacVestor , Protean , GCG 等。
• 活化酯的种类:1)芳基活化酯 2)烯基酯 3)与N-羟基化合物形成的活化酯 4)活化酰胺 5)固相活化酯 • 活化酯的制备:1)DCC法 2)转酯反应 3)加成 4)混合酸酐法
• 4、NCA法
优点:1)反应速度快,肽合成周期短 2)得到的 氨基游离的肽可直接用于第2轮的肽合成 3)侧链 可以较少的保护,除NCA的侧链需保护外,氨基 组分只有Lys和Cys必须保护 4)反应有可能在水 溶液中进行。
m-Maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide 酯 (MBS)是一种双性多肽耦联试剂,可以将多肽与载体蛋 白通过半胱氨酸耦联。耦联发生在半胱氨酸的硫醇基。
如果多肽序列中不包括半胱氨酸,可以将一个半 胱氨酸加到多肽的N-端或C-端,以获得可控性更强的 多肽与载体蛋白的耦联。为了合成方便,我们建议将 半胱氨酸加到多肽的N-末端。戊二醛是一种双作用耦 联试剂,可以将两个化合物通过氨基集团耦联在一起。 戊二醛能起到非常灵活的间隔多肽和载体蛋白的作用, 时多肽能尽可能的暴露给免疫系统。但是,戊二醛是 一种反应性很强的化合物,可以和Cys, Tyr及His等氨 基酸发生一定程度的反应。反应后会形成结构很难预 测的共轭体。因此,如果多肽序列末端只含有一个单 一的自由氨基时,戊二醛方法非常有用。如果多肽含 有多个自由氨基集团,会形成多聚合物,结构很难预 测,尽管有很高的抗原性。
• NCA的合成:酰氯法、光气法
3.8 固相合成
固相合成的主要设计思想是:先将所要合成肽 链的末端氨基酸的羧基以共价键的结构同一个不溶 性的高分子树脂相连,然后以此结合在固相载体上 的氨基酸作为氨基组分经过脱去氨基保护基并同过 量的活化羧基组分反应接长肽链。这样的步骤可以 重复的多次进行下去,即缩合→洗涤→去保护→中 和和洗涤→下一轮缩合,最后达到所需要合成的肽 链长度。
因为与牛血清白蛋白(BSA)耦联的多肽刺激产 生的抗血清也含有针对BSA的抗体,一次可能导致假 阳性结果。尽管KLH较大并有抗原性,但它在耦联过 程中可能会沉淀,因而有时候会很难处理。卵清蛋白 (OVA)是另一种可以使用的载体蛋白。当要检验抗 体只是针对多肽而不是针对载体蛋白时,OVA时用作 第二载体的很好选择。当要将抗体抗载体蛋白的反应 降到最低时,可以使用兔血清白蛋白做载体。
R1 H2N O N O R2 N N O Rn N O Rn+1 OH
3.2 多肽合成原理 化学合成多肽就把氨基酸按照一定的氨基酸排列 顺序和连接方式连接起来。 为了得到具有特定氨基酸顺序的合成多肽,采用 逐步缩合的定向合成方法,即先将不需要反应的 氨基或羧基用适当的基团保护起来,再进行连接 反应,以保证反应的定向进行。
另一方面,太短的多肽(<10个氨基酸)则会产生 识别特异性很强的抗体,以至于无法识别整体蛋白, 或亲和性很低。因此综合考虑制备性抗原地多肽有效 长度一般是10-20个氨基。这种长度的多肽序列会最 大程度的减小生化合成困难,具有一定的水溶性,也 会具有一定程度的二级结构。
(6) 设计合成多肽 一旦抗原序列决定后,接下来就是设计所需合成 的多肽了,设计时除了注意其序列外,同时应考虑一 些产生免疫机制问题,如:
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