第六章 蛋白质工程在医药工业中的应用
蛋白质工程在医药工业中的
蛋白质工程在医药工业中的应用蛋白质工程是基因工程同蛋白质物理化学、蛋白质生物化学研究的现代进展相结合产生的一个科学领域，广义地说这门学科所要解决的问题应该是创造和修饰蛋白质，使其具有更高的活性，更好的特异性、稳定性，乃至产生新的特性。
要想达到此目的，其前提是要对蛋白质的结构功能的关系有非常透彻的了解，也就是说，要使蛋白质工程很好地运转，关键之处在于了解是什么决定了蛋白质分子的正确的空间结构、如何形成蛋白质正确的空间结构以及蛋白质的结构和功能是如何相关的。
上述这些关键问题的解决，需要多学科间相关技术的相互渗透和密切协作。
图6，1给出与蛋白质工程实施有关的五个主要方面。
图6—1 组成蛋白质工程的五个土要力·面及其相互关系图示蛋白质分子的结构分析包括一级结构、二级结构、三级结构及四级结构的分析。
对于蛋白质结构和功能关系研究得到的大量实验结果指出，蛋白质的生物活性不仅依赖于自身的氨基酸顺序，也依赖于其精细的构象。
因此，对蛋白质工程的实施而言，尽可能详尽地获得蛋白质分子的结构信息，以便将蛋白质分子的结构特性同其特定的功能有效地联系起来，对于蛋白质分子的结构设计和预测以及其后利用基因工程的技术构建和表达新的蛋白质分子是至关重要的。
可以这样说，对蛋白质分子三维结构的获得是蛋白质工程的限速步骤。
蛋白质分子的结构分析不仅对天然蛋白质分子是重要的；当要测定结构设计是否合理，对已经工程化的蛋白质的结构信息也是需要的，因为这样可以发现新的结构和功能的关系，使蛋白质分子结构和功能研究进入更深的层次。
然而，无论是用X射线衍射所进行的晶体结构分析，还是用核磁共振所进行的溶液构象分析，有时都存在某些技术和材料上的限制，使得人们不可能快速完成对蛋白质空间结构的有效测定。
随着DNA和蛋白质测序技术的自动化、微量化，大量蛋白质分子的一级结构被测定，这样通过具体的结构测定方法得到的蛋白质三维空间结构信息远远慢于蛋白质一级结构的测定速度。
蛋白质工程在农业或医药方面的应用
蛋白质工程在农业或医药方面的应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：蛋白质工程的研究进展及其农业医药应用展望摘要：蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术，是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。
随着社会和技术的不断发展，蛋白质工程技术在农业和医药方面的作用越来越突出，必将为社会的发展和许多重大社会问题的解决提供极大的支持。
关键词：蛋白质工程特点；研究内容；农业应用；医药应用；展望蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。
可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。
由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。
而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。
蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。
这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。
其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
蛋白质工程在医药领域的应用
蛋白质工程在医药领域的应用蛋白质是生命活动的主要承担者，在生物体中发挥着极其重要的作用。
随着生物技术的迅速发展，蛋白质工程作为一门新兴学科应运而生，并在医药领域展现出了巨大的应用潜力。
蛋白质工程是指通过对蛋白质的结构和功能进行有目的的设计、改造和优化，以获得具有特定性质和功能的蛋白质分子。
在医药领域，蛋白质工程的应用主要体现在以下几个方面：一、药物研发1、新型药物靶点的发现蛋白质工程技术可以帮助研究人员深入了解疾病相关蛋白质的结构和功能，从而发现新的药物靶点。
通过对蛋白质的三维结构进行分析，找到与疾病发生发展密切相关的关键部位，为药物研发提供新的方向。
2、药物设计与优化利用蛋白质工程，可以对现有的药物分子进行改造和优化，提高其疗效、降低副作用。
例如，通过改变药物与靶点蛋白的结合方式，增强药物的特异性和亲和力，从而提高治疗效果。
同时，还可以对药物的稳定性、溶解性等性质进行改良，便于药物的储存和使用。
二、抗体工程1、抗体的人源化单克隆抗体在肿瘤治疗、自身免疫性疾病治疗等方面发挥着重要作用。
然而，鼠源性抗体在人体中容易引起免疫反应，限制了其应用。
蛋白质工程技术可以将鼠源性抗体的部分氨基酸序列替换为人源序列，从而降低免疫原性，提高抗体的安全性和有效性。
2、抗体的亲和力成熟通过对抗体的可变区进行改造，增加其与抗原的结合亲和力，可以提高抗体的治疗效果。
例如，采用定点突变、随机突变等方法，筛选出具有高亲和力的抗体突变体。
三、蛋白质药物的生产1、提高蛋白质药物的产量在蛋白质药物的生产过程中，通过对表达载体、宿主细胞和培养条件等进行优化，可以提高蛋白质的表达水平和产量。
例如，利用基因工程技术改造宿主细胞，使其更有利于蛋白质的合成和分泌。
2、改善蛋白质药物的质量蛋白质工程可以对蛋白质药物的结构进行修饰，去除不必要的糖基化、磷酸化等修饰，提高药物的纯度和一致性。
同时，还可以通过优化蛋白质的折叠过程，减少错误折叠和聚集，保证药物的质量和稳定性。
蛋白质工程在医药领域的应用
蛋白质工程在医药领域的应用蛋白质是生命活动的主要承担者，其结构和功能的多样性决定了它们在生物体内发挥着各种各样至关重要的作用。
随着科技的不断进步，蛋白质工程作为一门新兴的交叉学科，正逐渐展现出其在医药领域的巨大潜力和应用价值。
蛋白质工程是指通过对蛋白质的结构和功能进行有目的的设计、改造和优化，以获得具有特定性质和功能的新型蛋白质的技术。
在医药领域，蛋白质工程的应用主要集中在以下几个方面：一、药物研发1、新型药物靶点的发现传统的药物研发主要依赖于对已知药物靶点的筛选和优化。
然而，通过蛋白质工程技术，科学家们可以对蛋白质的结构和功能进行深入研究，发现新的药物靶点。
例如，利用蛋白质组学和结构生物学的方法，分析疾病相关蛋白质的结构和相互作用，从而找到潜在的药物作用位点。
2、药物设计与优化蛋白质工程在药物设计和优化方面发挥着重要作用。
通过对药物分子与靶蛋白的结合位点进行分析，运用计算机模拟和分子对接技术，可以设计出更具特异性和亲和力的药物分子。
同时，对现有药物进行蛋白质工程改造，如改变药物分子的结构、增加其稳定性、改善药代动力学性质等，能够提高药物的疗效和安全性。
3、抗体药物的研发抗体作为一种重要的蛋白质药物，在肿瘤、自身免疫性疾病等治疗中发挥着关键作用。
蛋白质工程技术可以用于优化抗体的亲和力、特异性、稳定性和免疫原性。
例如，通过噬菌体展示技术、酵母展示技术等，可以筛选出高亲和力的抗体；通过人源化改造，可以降低抗体的免疫原性，减少不良反应的发生。
二、疾病诊断1、诊断试剂的开发蛋白质工程可以用于开发更加灵敏、特异的诊断试剂。
例如，通过对疾病相关蛋白质的结构和功能进行研究，设计出能够特异性识别疾病标志物的蛋白质探针或抗体。
这些诊断试剂可以用于疾病的早期诊断、监测疾病的进展和评估治疗效果。
2、生物传感器的研制利用蛋白质工程技术构建生物传感器，能够实时、快速地检测生物体内的各种物质。
例如，将酶、抗体等蛋白质固定在传感器表面，当检测目标物质存在时，会引起传感器的信号变化，从而实现对目标物质的检测。
蛋白质工程在制药领域的应用
蛋白质工程在制药领域的应用蛋白质是生命体的基本元素之一，广泛存在于细胞内外，并扮演着决定细胞结构、功能和代谢的重要角色。
在药物研发领域中，蛋白质可以被用作药物的活性成分或载体，从而实现治疗疾病的目的。
通过蛋白质工程技术的应用，研究人员可以改变蛋白质的结构和功能，创造出具有更好的活性、稳定性、选择性和药效学特性的新型药物。
本文将探讨蛋白质工程在制药领域的应用以及现状。
一、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程是基于分子生物学、蛋白质化学和生物物理学的交叉学科研究领域。
通过对蛋白质结构和功能的深入了解，研究人员可以针对性地设计和改造蛋白质的序列、结构和功能，以实现促进药物研发的目标。
蛋白质工程的基本原理包括：1.基因克隆：通过从天然源中分离和克隆含有特定基因序列的DNA片段，将其插入适当的载体和宿主细胞中，从而构建表达重组蛋白质的工具。
2.突变：通过人为地引入、移除或改变蛋白质序列中的基因密码子，改变蛋白质编码序列，并进一步影响其结构和功能。
3.表达：将克隆的蛋白质基因序列转录成mRNA，通过翻译过程将其转化为蛋白质。
4.纯化：通过不同的层析和电泳技术，将纯度较高的目标蛋白质从碎片和其他组分中分离和提纯出来，从而获得纯制的载体。
二、蛋白质工程在药物研发中的应用1.大环化肽药物：通过改变多肽的链长度和序列，同时引入或移除桥环，从而影响其结构和稳定性。
2.抗体药物：针对信号分子、受体、蛋白酶等具有重要治疗潜力的分子目标，研究人员可以利用蛋白质工程技术改变抗体的亲和性、特异性和药效学特性。
3.酶替代治疗药物：通过改变酶的亚单位、启动因子、底物特异性以及活化和抑制机制，从而实现全新的酶治疗概念。
4.重组蛋白质药物：通过把天然或基因工程合成的蛋白质转化为药物，可以创造具有更好疗效、毒性和稳定性的单体和复合物。
5.多价抗体药物：针对多项疾病标志物的多价抗体药物，研究人员可以利用蛋白质工程技术实现特异性增强、药效学特性优化和生产成本降低等效果。
蛋白质工程在医药领域的应用
蛋白质工程在医药领域的应用蛋白质是生命活动的主要承担者，它们在细胞内执行着各种各样的功能，如催化化学反应、运输物质、传递信号、提供结构支持等。
蛋白质工程则是通过对蛋白质的结构和功能进行有目的的设计和改造，以满足人类的特定需求。
在医药领域，蛋白质工程已经成为了一种强大的工具，为疾病的诊断、治疗和预防带来了革命性的变化。
一、蛋白质工程在药物研发中的应用（一）优化药物靶点许多疾病的发生与特定蛋白质的功能异常有关，这些蛋白质被称为药物靶点。
通过蛋白质工程，可以对药物靶点的结构和功能进行深入研究，从而为药物设计提供更准确的信息。
例如，通过对肿瘤相关蛋白的结构分析，可以发现其活性位点和与药物结合的关键区域，进而设计出更具特异性和高效性的抗癌药物。
（二）改造药物分子传统的药物研发往往依赖于从天然产物中筛选或者化学合成化合物。
然而，这些方法存在着效率低、副作用大等问题。
蛋白质工程为药物研发提供了新的思路。
通过对蛋白质的氨基酸序列进行改造，可以改变药物分子的药代动力学性质（如吸收、分布、代谢和排泄）、药效学性质（如活性、选择性和毒性）等。
例如，将胰岛素的氨基酸序列进行修饰，可以延长其在体内的半衰期，减少注射次数。
（三）开发新型抗体药物抗体是免疫系统产生的能够特异性识别和结合抗原的蛋白质。
利用蛋白质工程技术，可以对抗体进行人源化改造，降低其免疫原性；还可以通过基因重组和突变等方法，提高抗体的亲和力和特异性，开发出更有效的治疗性抗体。
例如，曲妥珠单抗（赫赛汀）就是一种通过蛋白质工程技术开发的针对 HER2 阳性乳腺癌的靶向治疗药物。
二、蛋白质工程在疾病诊断中的应用（一）设计诊断试剂蛋白质工程可以用于设计和生产具有高灵敏度和特异性的诊断试剂。
例如，通过对酶的改造，可以开发出能够快速检测特定疾病标志物的酶联免疫吸附测定（ELISA）试剂盒。
此外，利用蛋白质工程技术还可以制备荧光标记的蛋白质探针，用于疾病的成像诊断。
（二）开发生物传感器生物传感器是一种能够将生物信号转化为可测量的电信号或光信号的装置。
蛋白质工程技术在生物医药领域的应用
蛋白质工程技术在生物医药领域的应用蛋白质工程是生物制药领域中一项关键技术，它利用基因工程等高端技术手段，对蛋白质分子进行设计、改造和修饰，从而使得蛋白质分子具有更加理想的性质和功能。
在现代生物医学领域中，蛋白质工程技术已经被广泛应用，对于新型药物研发和诊疗技术的改进具有非常重要的作用。
一、蛋白质工程技术概览蛋白质工程主要包括以下几种技术：重组蛋白质技术（Recombinant Protein Technology）、质构变异体技术（Glycoengineering）、蛋白质交联技术（Protein Crosslinking）、蛋白质化学修饰技术（Protein Chemical Modification）和蛋白质生物活性纯化技术（Protein Bioactivity Purification）。
其中，重组蛋白质技术是最为常见和基础的蛋白质工程技术，它可以通过基因工程的手段将特定的基因插入到受体细胞内，使得细胞可以合成和表达想要的蛋白质。
二、1. 新型药物研发随着现代医学技术的不断发展，对于生物制药的需求也越来越大。
而蛋白质工程技术可以直接针对人体内已有的生物分子进行改造，使得其具有更好的药理学性质，因此可以作为新型生物制药的重要手段。
以重组DNA技术为例，它可以将特定基因序列植入宿主细胞，使宿主细胞表达出目标蛋白。
通过这种方法，糖尿病、肿瘤和炎症方面的新型药物就可以得到研制。
2. 诊断技术改进近年来，基于重组蛋白质技术的生物标记物检测技术（BioMarker）也被广泛应用于临床诊断领域。
通过利用特定的蛋白质生产可提纯、稳定的抗体，并以此作为生物标记物检测的工具，可以大大提高诊断的灵敏度和准确性。
例如，利用基于C型钙调蛋白（C-protein）的重组蛋白质技术，可以生产出高度特异性的抗体，用来检测患者血液中C-蛋白的浓度，从而诊断患者是否患有心血管疾病等疾病。
3. 体外诊断技术改进蛋白工程技术也被广泛应用于体外诊断技术的改进中。
蛋白质工程在药物研发中的应用
蛋白质工程在药物研发中的应用蛋白质工程，是指通过基因工程技术对蛋白质结构和性质进行改造，以达到一定的研究或应用目的。
在药物研发领域，蛋白质工程已经成为一个十分重要的手段，广泛应用于药物开发、生产和治疗等环节。
一、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理是通过改变蛋白质的基因序列，以改变蛋白质结构和功能，从而实现对蛋白质性质的调控。
这种技术需要借助于DNA重组技术，可以通过插入新的基因序列，改变蛋白质的氨基酸序列，从而使其产生新的性质。
二、2.1、药物研发蛋白质工程在药物研发中的应用主要是用来改变药物的性质，对其进行功能上的优化。
例如，通过蛋白质工程技术把药物抗体与小分子相结合，可以提高药物的亲和力和生物利用度，从而提高治疗效果。
此外，蛋白质工程技术也可以对注射用药的性质进行调控，使其更具温和性。
2.2、药物生产蛋白质工程在药物生产中的应用主要是用来优化药物的生产过程和技术。
通过蛋白质工程技术，可以改变药物的生物合成途径，使得药物的产量和表达效率得到提高。
此外，蛋白质工程技术还可以降低药物的制造成本，增强药物的稳定性和可储存性。
2.3、药物治疗蛋白质工程在药物治疗中的应用主要是用来提高药物的疗效和作用时长。
例如，通过蛋白质工程技术构建新的蛋白质药物，可以改善药物的靶向性和选择性，提高治疗效果。
此外，蛋白质工程技术还可以改变药物的代谢途径，延长药物的作用时长，从而提高药物的疗效。
三、蛋白质工程在药物研发中的前景随着生物技术的不断发展，蛋白质工程将在药物研发中发挥越来越重要的作用。
未来，在药物研发领域，蛋白质工程将用于优化药物的药效、耐受性和安全性，尤其在抗体药物和生物合成药物的研究和开发中，蛋白质工程技术将发挥越来越重要的作用。
四、总结蛋白质工程，在药物研发中的应用范围十分广泛，可以在药物性质的改变、药物生产和治疗方面产生显著的优势。
未来，随着技术的不断进步，蛋白质工程将在药物研发领域的应用越来越广泛，为我们的健康和医疗事业做出更大的贡献。
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链激酶(streptokinase，SK)
C组β溶血性链球菌产生分子量为47kDa的 蛋白质
能与纤溶酶原结合，形成SK-纤溶酶原复合 物，促使纤溶酶原转变成纤溶酶，溶解纤维 蛋白。
因人体内常有链球菌抗体，尤其是近期有 链球菌感染者含量更多，可中和链激酶，故 首次剂量宜大以中和抗体。
使纤溶酶原从Arg560-Val561之间断裂成纤溶 酶而促进纤溶，溶解血栓，也称溶栓药 (thrombo1ytic drugs)
治疗急性血栓栓塞性疾病
对形成已久并已机化的血栓难已发挥作用
目前应用的纤溶药主要缺点是对纤维蛋白 的作用无特异性，溶解血栓同时可诱发严重 出血。
组织型纤溶酶原激活物(t-PA)、尿激酶型纤 溶酶原激活物(cu-PA)有一定程度的特异性， 但人体应用仍有出血并发症，半衰期又短。
CDR移植即把鼠抗体的CDR序列移植到人抗体的 可变区内，所得到的抗体称CDR移植抗体或改型抗 体，也就是人源化抗体。
经过CDR移植，抗体的免疫原性极低， 而其抗原结合能力保持不变，结合半抗原 及全抗原(如细胞表面受体、病毒等)的改 形抗体都已有报道，到现在已有数百种人 源化抗体。（美国正式上市的11种治疗性 单抗中多数是改型抗体）
定点突变法是将人的可变区基因克隆，根据鼠抗 体的CDR 序列合成几种突变引物，用定点突变的方 法将人的可变区基因的CDR序列变为鼠抗体的CDR序 列，然后表达出改型抗体。
研究表明，在构建改形抗体时，简单地进行CDR 替换并不能保证抗体具有好的亲和力，因此在构建 时还必需包括对影响抗原结合位点的空间结构的框 架序列进行操作。
噬菌体表面展示系统(phage surface display system )
1990年Mc Cafferty等成功地建立了噬菌体表面展示系 统，通过将抗溶菌酶单链抗体基因克隆于fd噬菌体基因3 的下游，使ScFv以融合蛋白的形式展示于噬菌体表面，利 用亲和层析，两轮富集达106倍。该技术的成功给抗体基 因的筛选工作带来了革命性的变革。
筛选到的噬菌体再将基因g3或g8切除后，转入大肠杆菌，
使翻译出的抗体分泌到细菌的质周腔内，形成游离的抗体 片段，经过纯化即可获得目的抗体。
该项技术的优点:
将抗体的基因型和表型紧密联系起来; 可绕过杂交瘤技术，不需要复杂的基因工程技术; 抗体基因筛选的范围广; 技术稳定、可靠、生产周期短;可规模化生产; 适用范围广，既可用于抗体制备，也适用于其它蛋白如 激素、酶、药物、PCR扩增抗体全套基白的基因 g3或 g8 的先导系列的紧靠下游
外源基因表达多肽以融合蛋白形式展示在外壳蛋白N端
用固相化抗原经“亲和结合一洗脱一扩增”数个循环直接、 方便、简捷、高效地筛选出表达特异性好、亲和力强的抗 体噬菌体库。
在VH与VL之间加上一段连接肽，把VH与VL连成一 条单链，得到ScFv，即单链抗体。
连接肽的长度在10-15个氨基酸左右，不宜太长 或太短，它应具有柔软性，侧链少，抗原性弱等特 点。常用的连接肽是(GGGGS)3。
单链抗体的构建在已知亲本DNA序列时可用完全 人工合成法;
在具备亲本单抗可变区的cDNA克隆时，可用定点 突变法在其两端造成适当的内切酶位点，与人工合 成的连接肽编码序列连接，组装到表达载体中;
纯合小鼠的产生和鉴定 纯合小鼠制备特异性完全人源化抗体
第二节 组织纤维蛋白溶酶原激 活因子的蛋白质工程
• I. 有关重组t-PA • II. 产生t-PA突变体的基本原理 • III. t-PA蛋白质工程的几个方面 1). 减慢清除的t-PA变体 2)fibrinolytic drugs)
构建嵌合抗体的大致过程是，将鼠源单抗的可 变区基因克隆出来，连到包含有人抗体恒定区基因 及表达所需的其它元件(如启动子、增强子、选择 标记等)的表达载体上，在哺乳动物细胞(如骨髓瘤 细胞、CHO细胞)中表达。
构建重组表达载体
克隆鼠单抗的可变区基因，可从基因组中分 离，也可用PCR技术分离。人抗体恒定区可根据需要选择，不同的恒定区会 带给嵌合抗体不同功能。为避免人抗体的恒定区产 生不需要的副作用，可通过点突变来修饰调整其效 应。
PCR技术; 免疫球蛋白Fab片段胞中提取总RNA， 反转录成cDNA或直接用总抗体库技术
它是在PCR技术和Phage Display的基础上实现的。 其过程是把用PCR法得到的抗体基因插入丝状噬菌 体的DNA，与噬菌体外壳蛋白的基因相连，在辅助 噬菌体的帮助下，噬菌粒包装成丝状噬菌体，抗体 分子通过与P Ⅲ或PⅧ相连，在噬菌体表面的一端 或分散分布，然后可直接对噬菌体表面的抗体分子 进行筛选。
Hollinger等巧妙地将Ａ抗原抗体的轻链可变区 基因(VLA)与抗Ｂ抗原抗体的重链可变区(VHB)通过 短肽连接子连接;同样地,将VHA与VLB连接,将两组 嵌合基因置于双顺反子的表达质粒中,构建成双链 抗体的表达质粒,目前报道的表达质粒均为双顺反 子。表达后,VLA VHB与VHA VLB交叉连结,形成双特 异性抗体。
静脉或冠脉内注射可使急性心肌梗死面积 减少，梗死血管重建血流。
对深静脉血栓、肺栓塞，眼底血管栓塞均有 疗效。
须早期用药．血栓形成不超过6h疗效最佳。
尿激酶(urokinase，UK)
由人肾细胞合成，无抗原性。 肝、肾灭活。 临床应用同SK，用于脑栓塞疗效明显。 因价格昂贵，仅用于SK过敏或耐药者。 不良反应为出血及发热，较SK少。 禁忌证同SK。
如果从杂交瘤细胞系构建单链抗体，可用PCR方 法扩增可变区基因，再组装到适当的表达载体上。
单链抗体最常用的表达体系是大肠杆菌，有2种 方式:
一是表达为包涵或非包涵体的不溶蛋白。产量高， 可达细菌蛋白总量的5%-20%，但需进行变性复性， 使其形成正确的立体结构，恢复抗体活性;
二是分泌型表达，将细菌的信号肽序列与单链抗 体的氨基端相连，单链抗体分子就可分泌到质周腔 和细菌体外，进行折叠后成为有活性的分子。但产 量不及前者，一般实验室培养条件下每升细菌的产 量仅在数毫克左右。
噬菌体抗体库技术的发展具有很大优越性。它简 单易行，筛选容量大，效率高，绕过了细胞融合及 免疫等步骤，而且在表型一基因型的统一和识别一 增殖过程上模拟了B细胞的成熟过程，从而在实际 应用上具有很大意义。
6 转人Ig基因小鼠
获取人Ig基因：构建人Ig的YAC及筛选 小鼠胚胎干细胞培养小鼠内源性Ig基因的敲除 获得完整人Ig-YACs克隆 Ig-YACs克隆小ES细胞的导入 含人Ig-YACs的ES细胞移入小鼠胚胎 含人Ig-YACs的ES细胞的小鼠胚胎向小鼠体内送还嵌合
3 小分子抗体
小分子抗体包括Fab、Fv或ScFv、单域抗体及最 小识别单位等几种。
小分子抗体有很多优点:
可以用细菌发酵生产，成本低; 分子小，穿透力强; 不含Fc，没有Fc带来的效应; 在体内循环的半衰期短，易清除，利于解毒排出; 易于与毒素或酶基因连接，便于直接获得免疫毒素或 酶标抗体等。
单区抗体
人一鼠嵌合抗体与鼠单抗相比，免疫原性大大降 低，利于在人体内应用，所以目前已制备出上百种 抗各种抗原(包括肿瘤相关抗原)的嵌合抗体。
2 鼠单抗可变区的人源化
尽管嵌合抗体的免疫原性已降低很多，但有时 它仍可能引发较强的免疫反应。为了进一步降低抗 体的鼠源成分，发展出CDR移植技术。 CDR即互补决定区。Ig超变区氨基酸残基的种类和 顺序特别多变，这些部位与识别抗原直接相关，为 Ig分子的抗原结合部位，故称为互补决定区。
定点突变法是将人的可变区基因克隆，根据鼠抗 体的CDR 序列合成几种突变引物，用定点突变的方 法将人的可变区基因的CDR序列变为鼠抗体的CDR序 列，然后表达出改型抗体。
研究表明，在构建改形抗体时，简单地进行CDR 替换并不能保证抗体具有好的亲和力，因此在构建 时还必需包括对影响抗原结合位点的空间结构的框 架序列进行操作。
(3)单域抗体
即为VH，约为完整分子的1/12。它只由一个结构 域构成，故称单域抗体。单域抗体尽管亲和力有所 降低，但仍保持着原单抗的特异性。
VH
(4)最小识别单位
约为完整分子的1/80-1/70大小，一般由一个CDR 构成，它也保持着抗体的特异性。
CDR
4 双特异抗体和多价抗体
双链抗体 （Diabody）一词最早由Hollinger等于 1993年创造。乃是一种小分子的双价双特异性抗体片段。
第一节 医用抗体的蛋白质工程(续)
• II. 从抗血清到重组抗体 • III. 抗体工程 1). 鼠-人嵌合抗体 2).来自鼠抗体可变结构域骨架区可被人源化 3). 抗体的三维结构可在计算机上建模
1 人一鼠嵌合抗体(Chimeric Antibodies)
人一鼠嵌合抗体是将鼠源单抗的可变区与人抗体的恒 定区融合而得到的抗体。
组织型纤溶酶原激活物(t-PA)
➢含527个氨基酸残基的丝氨酸蛋白 ➢内源性t-PA由血管内皮产生 ➢对血栓部位有一定的选择性
对循环血液中纤溶酶原作用弱．对与 纤维蛋白结合的纤溶酶原作用则强数 百倍
第三节 基于蛋白质结构的小分 子药物设计
• I. 用DOCK 发现先导化合物
• II. Haloperidol衍生物对HIV-1 PR的抑制
双特异性抗体(bispecific antibody,BSAb)是 指能同时识别2种抗原的抗体。1种为对应肿瘤相关 抗原。另1种为对应效应成分。
即能结合靶肿瘤细胞又能结合高细胞毒性的效 应细胞,将效应细胞富集在肿瘤周围,而且可以模拟 天然配体的作用,与细胞表面引发分子结合,激活效 应细胞,实现对肿瘤细胞的杀伤和裂解。
Fab
最小识别单位
Fv
ScFv
(1)Fab
由完整的轻链和Fd组成，大小为完整分子的1/3。 把Fab与细菌的前导肽相连，在前导肽的作用下 Fab进入质周腔，装配折叠后，它具有结合抗原的 活性。