对抗BCMA单链抗体体外亲和力成熟关键位点的模拟

王步帆^1,2，武正华^1,2，张青³，赵亚雪^1,2，赵博^1,2

1. 上海交通大学细胞工程和抗体药物教育部工程研究中心2. 上海交通大学药学院3. 徐州医科大学江苏省肿瘤生物治疗研究所

摘 要：为提高人源化的抗B细胞成熟抗原（B-cell maturation antigen,BCMA）单链抗体（scFv）的亲和力,本研究通过计算机模拟初步探索其体外亲和力成熟的关键位点.首先利用ELISA检测噬菌体表面展示的抗BCMA的亲本单链抗体的结合活性,再通过同源模建搭建抗原-抗体复合三维结构,分析抗原-抗体间的相互作用,保留其互作界面处的关键残基,以增加其相互作用为目标而设计突变体,并利用重叠延伸PCR对scFv进行定点突变以构建突变体质粒,最后通过ELISA初步检测突变体的结合活性.结果显示:噬菌体表面展示的抗BCMA的亲本scFv具有结合抗原BCMA的活性,抗原-抗体间的非键相互作用主要为氢键和疏水相互作用,为增加抗原-抗体静电相互作用而设计了3株突变体,但根据ELISA检测结果显示静电相互作用并不是决定scFv和BCMA结合的关键因素,通过创造额外的静电作用,未能明显提高scFv的亲和力.通过计算机模拟构建了抗原-抗体复合物结构模型,确定了其亲和力成熟中应保留的关键位点,并发现静电作用并不是决定scFv与抗原亲和力的关键作用,推测氢键或其他作用力可能对亲和力的提高作用更大,为后续通过引入氢键等其他设计以提高抗体亲和力奠定了基础.

关键词：抗BCMA单链抗体;计算机辅助设计;体外亲和成熟;噬菌体展示;