[단백질 공학] 항체 공부 - Antibody engineering, Protein display(Phage display, cell surface display)
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Chemical Study/단백질

[단백질 공학] 항체 공부 - Antibody engineering, Protein display(Phage display, cell surface display)

by Beoms14 2023. 3. 12.
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항체의 구조
 
항체는 light chains 와 heavy chains으로 이루어져 있다.
 
Fab는 항원을 targeting 하여 항원과 항체가 binding 하도록 하는 역할을 수행한다.
Fc는 antibody function을 조절한다.
 
FcγRs(Fc-gamma receptors) 여러 가지 면역세포에 존재하며, hindge에 binding 되어 있다. CH1, CL과 hindge를 인식한다. 또한, effector functions 기능을 수행한다.
 
FcRn 항체의 반감기(Serum Half-life)에 관여하고 CH2 와 CH3를 인식한다. 보통 항체의 반감기는 3주 정도인데 Antibody engineering을 통해 FcRn에 변화를 줌에 따라서 항체의 반감기는 달라진다.
 
Types of therapuetic monoclonal antibody - Directed Evolution(유도 진화)
 
치료용 항체는 항체의 유형에 따라서 다음과 같이 분류할 수 있다. 항체에 Human과 mouse의 비율에 따라 나눌 수 있다.
치료용 항체의 발달 과정
 

 

 
특히, Humanized Antibody의 Fab 끝부분은 CDR으로 항원이 항체와 결합할 때 binding 되는 부분이다. CDR은 자연상태에서는 많은 변형을 갖는다.

 

Directed Evolution(유도 진화 원리)
 

 

Parent genen(=parent protein) 또는 random mutaion을 diversification 한 후 expression 시킨다. 이후 target 단백질에 binding 되는 것을 찾기 위해서 select/screen을 하는 screening 과정을 거친다. 비활성화되는 것은 제외하고 활성화되는 것만을 모은다.
 
Protein Display : Phage display, Cell surface display

 

 

Protein display 방법에는 2 가지가 존재합니다.

 

Phage display

 

 

 

실험실 상에서 진행되는 전통적인 Darwininan evolution으로 단백질과 endcoding gene 사이에 pysical linkage를 형성하는 방법이다. 이를 통해서 다양한 단백질들을 phage particles의 표면 위에 display 할 수 있다.
 
Cell surface display
 
크게 Bacterial surface display 와 Yeast surface display 로 2가지 방법이 존재합니다.
출처 : Microbial cell-surface display
 
Bacterial surface display는 E.coli expression system을 이용해 Outer membrane surface display, Periplasmic space display(PECS), Anchored periplasmic display(APEx) 방법이 존재합니다.
 
Yeast surface display는 발현된 target 단백질-Aga2와 세포벽에 공유결합으로 고정되어 있는 Aga1을 disulfide bonds을 형성하는 방법입니다. Free C - treminus, Free N-terminus, Multimeric display 방법이 존재합니다.