抗原抗体反应的应用(5)

将鼠源抗体的V区基因与人源抗体C区基因重组，获得的嵌合抗体（chimericalantibody），可保留鼠抗体对抗原的高亲和性，又减弱鼠源抗体对人的免疫原性，提高治疗性抗体的效果。

重组的嵌合抗体基因转化骨髓瘤细胞或中国地鼠卵细胞（CH0），可在其中表达。为了进一步地消除鼠抗体V区框架区（FW）的异源性，可实行CDR移植（CDRgrafting），以获得与鼠FW类似的人FW结构的嵌合抗体。

噬菌体表达的抗体仅含V区（scFv）或Fab片段，缺乏Fc区，使抗体的稳定性下降，半衰期缩短，与Fc受体结合功能也消失。因此在抗体功能片段的末端连接A蛋白、酶、细胞因子、CD4和毒素等分子，既可增加抗体片段的稳定性，又可发挥某些生物学活性功能。

用抗体基因工程方法获得的抗体与效应分子交联物比用化学交联法具有优点：可以大量生产，不会因修饰作用影响抗体及效应分子的活性，效应分子还可根据需要进行改造。

此外在抗体片段的末端连接一段特异的双亲性螺旋（amphiphilichelixes）结构，如亮氨酸拉链结构（leucinezipper），可使单价的scFv或Fab片段在体内或体外形成稳定的双分子聚合体，从而提高抗体片段的亲和力。此法也可用于制备双特异性抗体。

基因工程抗体在真核细胞中的表达

噬菌体表达的抗体片段常常是在原核细胞（E.coli）中完成。原核系统表达抗体片段产量

高，成本低，快速易于操作。但抗体片段在原核表达系统中不能进行CH2糖基化，从而影响抗体的活性。因此重组抗体基因片段可转移至适合的骨髓瘤细胞系或哺乳动物细胞系（如CHO），甚至于植物细胞中表达，可以得到与淋巴细胞表达相同的抗体分子。免疫球蛋白IgA的重链和轻链及分泌片基因可以分别转化不同的植株，将表达这些蛋白的植株进行有性杂交，在杂交后代中可以装配成完整的IgA双分子。以植物作为生物反应器进行抗体的表达已有许多成功的研究报道，与动物细胞相比更为经济，具有广泛的应用前景。

抗体催化的原理

1986年，由P.G.schultz和R.A.Lerner分别领导的两个小组同时证明抗体具有催化活性。针对一个四面体带电荷的磷酸酯半抗原产生的抗体，能有选择性地催化相应的碳酸脂和羧酸脂的水解反应。他们将这种有催化活性的抗体称为催化性抗体（catalyticantibody），又称抗体酶（abozyme）。催化抗体的作用取决于底物分子水解时的转换态（transitionstate）（图7—5）。转换态的分子结构是分子活化后的一种结构状态，处于转换态的分子具有最高的活化能，分子表现极性。处于这种状态的分子也是最不稳定的，能与这种分子结合的酶或者抗体会使某些化学键发生断裂（如酯键，碳键，胺键等）起到酶解作用。可见抗体酶的作用与天然的蛋白质酶非常相似。抗体酶也表现出对底物的专一性，对立体结构的专一性。在饱和动力学与竞争性抑制方面都与常规酶相似。所以抗体酶的发现打破了只有常规酶才有的分子鉴别要点和加速催化反应的传统概念，为酶工程学开创了新的领域。

抗体催化的化学反应

由抗体催化的化学反应特异性高于酶，但催化速率低于常规的酶，只有l0—10倍。但有一些未发现催化剂的反应，如Diels—Alder反应也能被抗体催化。常规酶一般不能催化胺键水解，抗体酶能使胺键水解的速度增加25万倍。迄今为止，已发现和证明的由抗体催化的化学反应不下40种。

催化性抗体的制备

抗体酶是抗原决定簇处于转换态结构的抗体。因为转换态分子极不稳定无法制备抗体，所以催化性抗体的获得主要是通过设计稳定的转换态的类似物作为半抗原，与载体蛋白交联后，免疫动物，获得针对半抗原的抗体，从中筛选具有催化活性的抗体。筛选催化性单克隆抗体所用的ELISA与筛选一般抗体的方法不完全一样，应根据催化反应的特点而进行适当的修改。经典的方法是先筛选出与底物或半抗原结合的抗体，然后从中再筛选出有催化活力的抗体，这种方法费时费力。利用催化性抗体对底物的催化活性，对底物进行适当修饰，使催化反应的产物可直接表现抗体的催化活性，这样可以简化检测步骤。