骆驼重链抗体的VHH和人抗体重链的VH 结构非常相似都含有3个高变区（HVR）
酸残基是疏水性残基，在进化中是相当保守的
和4个骨架区（FR）
VHH中，它们突变为亲水性的氨基酸残基F37、
E44、R45、G47，增加了VHH的溶解性
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纳米抗体的结构
为了进一步改善 Nb 活性，比如提高 亲和力，延长半衰期等，可以通过短 小的连接序列(Linker) 将单价 Nb 聚合 在一起，转换成多价或多特异性的 Nb， 也能够携带某些特定结构形成融合的 Nb.
容易接近靶目标表面的沟、裂缝或被隐藏的抗原表位,
识别许多传统抗体无法识别的抗原。
互补决定区不同
呈椭圆形,相对分子质量(M)为15 kD。
VHH的CDR1和CDR3比VH更长。
VHH的CDR3长度为16～18个氨基酸，
人和小鼠VH的平均长度分别只有14和12个氨基酸
FR2的氨基酸不同
普通抗体的FR2中V37、G44、L45和W47这4个氨基
克隆至载体
体外表达获得多种单价Nb 的抗体库
多次筛选得到抗原特异的 Nb
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纳米抗体的制备
抗体库
噬菌体天然抗体库 是从未经免疫的骆驼 B 淋巴细胞中扩增得到抗体的 V 区 基因，随后重组到噬菌体中形成的抗体库。
缺陷 特异性相对较低 只有库容足够大(109–1010) 时才可能筛选到高亲和力的抗体
抗原倾向性抗体库 库容量比天然库低，但抗体库中能够识别特定抗原的特 异性功能抗体较高，易于筛选到高亲和力的目的抗体。
纳米抗体的研究进展
汇报人：蔡佳蓉
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研究背景
抗体技术应用广泛 新型基因工程抗体不断出现
抗体小型化
市场应用
纳米抗体
1989年—单域抗体（Sdab）：
骆驼 由重链可变区（VH）组成的抗原结合片段，体积约技为术完优整抗化体的 1/12。
Sdab 抗原亲和力低，易聚集
1993年—纳米抗体（Nb/VHH抗体）：
利用纳米抗体控制荧光蛋白的荧光特性，选择性增强或猝灭荧 光，用荧光探针技术提高毒素、农兽药残留物等物质的分析检 测灵敏度。
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Nb可以在体内或体外控制蛋白构象。可以利用纳米抗体增强荧光强度来提高食品检 测的灵敏性。
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纳米抗体的开发和研究潜力
利用细胞工程技术、基因工程技术等新型技术，构建基于纳米抗体的 双功能抗体，与两种性质不同的抗原发生结合米抗体对组织穿透力强和对靶位点的亲和力高的特点，进入致 密组织，检测被深入包埋的物质，实现肉制品、蛋制品、乳制品、饼 粕饲料等各种复杂基质食品中非法添加物和小分子污染物等的高灵敏 度检测。
✓ 食品中毒的解毒
Nb能与细菌结合，抑制细菌产酶的活性，从而起到一定的治疗作用。 Nb还可以中和细菌毒素、蛇蝎毒素。
✓ 食品污染物的脱毒
应用纳米粒子的表面效应可对饲料中AFT进行脱毒处理，能有效降低AFT的危害。 可以运用纳米抗体的表面效应进行食品及原料中污染物的脱毒研究。
✓ 食品检测
制备出抗黄曲霉毒素B1的小分子功能抗体ScFv片段，利用该ScFv片段可以检测酱油中 的黄曲霉毒素B1。
工程技术
晶体结构直径2.5ｎｍ、长4ｎｍ，相对分子质量小于 15 kDa。
具有水溶性和构象稳定性，特异的抗原结性合质能力研和究高亲合力 1994年—进发第入现一N个b 结N构b 的、氨特基性酸和序生列产测、定应用的探索与开发研究阶段
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纳米抗体的结构
Nb体积很小,为普通抗体的十几分之一。 微小差异不容忽视
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纳米抗体的特性
➢ 理化性
• 溶解度高 亲水氨基酸取代疏水氨基酸 • 稳定性 Nb内部存在二硫键 37℃放置1周后能保持80%以上生物活性。 • 抗热性强 高于90℃的环境中长期放置，仍能重新获
得生物活性。
➢ 抗原结合性
Nb的CDR3较长，形成稳定的凸形结构， 可深入抗原内部更好地结合抗原。
不仅可结合小分子半抗原和肽，还可结合 大分子蛋白和病毒。
缺陷 该类库的最大缺陷在于对每一个新抗原都必须重新建库，工作量比较大。
合成/半合成抗体库 基于三联核苷酸突变技术 核糖体展示抗体库 基于体外翻译技术
克服了常规噬 菌体抗体库的 库容与多样性 的局限
重排、位点变异、 转化效率不高
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纳米抗体在食品领域的应用
纳米抗体在食品科学领域，如食品毒理学研究、食品分析检测等方 面的研究和应用较晚，但已成为新的研究热点。
➢ 免疫原性
Nb缺少Fc段，从而避免补体反应，对人体 的免疫原性很低。
➢ 穿透性
Nb具有强而快的组织穿透能力，能够有效 的穿透血脑屏障。
➢ 生产性
利用基因工程能在酵母菌、大肠杆菌等微 生物中大量表达。
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纳米抗体的制备
应用免疫学和基因工程等技术 从骆驼体内分 离 出 重 链 抗 体
提取总 RNA 反转录获得模板 根据重链抗体保守区域设计引物 PCR 法扩增获得全套VHH