酵母展示筛选抗体技术介绍-酵母展示技术专题-泰克生物-酵母展示服务专家

酵母展示筛选抗体技术介绍

酵母表面展示(YSD)是一种“全细胞”平台，用于固定在酵母细胞表面的蛋白的异种表达。YSD结合了真核系统提供的优势，如翻译后修饰，蛋白质的正确折叠和糖基化，易于细胞培养和遗传操作，并允许蛋白质固定和恢复。此外，酵母细胞表面显示的蛋白质可能对温度、pH值、有机溶剂和蛋白酶的变化表现出更高的稳定性。该平台已被用于研究蛋白质-蛋白质相互作用、抗体设计和蛋白质工程。YSD的其他应用包括文库筛选、全蛋白质组研究、生物修复、疫苗和抗生素开发、生物传感器生产、乙醇生产和生物催化。

酵母表面展示在蛋白质工程中的功效首先被验证用于现有蛋白质结合支架的亲和力成熟，随后它被证明对从组合文库中分离新的蛋白质结合物也起到了非常重要的作用。已经产生了多种免疫球蛋白和非免疫球蛋白支架的组合文库，以增强现有的亲和力或向广泛的靶标引入从头结合功能，包括小有机分子、肽以及可溶性和膜蛋白。单链或多链免疫球蛋白支架包括抗体单链可变片段（scFv）、抗体片段抗原结合（Fab）部分、部分免疫球蛋白G（IgG）、整个IgG、骆驼单结构域抗体（VHH）和单链T细胞受体（scTCR）。

一．酵母表面展示技术筛选抗体

目的蛋白质由两个表位标签连接：9个氨基酸的血凝素抗原（HA）标签和10个氨基酸的c-myc标签，并与a-凝集素Aga2p亚基的c末端融合。酵母细胞表面的蛋白质显示。翻译后，69个氨基酸的Aga2p亚基通过两个二硫键与725个氨基酸的a-凝集素Aga1p亚基结合。融合蛋白随后被分泌到细胞外空间，其中Aga1p通过β1,6-葡聚糖共价键锚定在细胞壁上。结果，感兴趣的蛋白质显示在细胞表面上，在那里更容易被可溶性配体接近。感兴趣的蛋白质（此处显示为使用UCSF Chimera包装从PDB 1X9Q修饰的scFv）的功能显示可以通过荧光标记的特异于天然折叠的抗体或配体（红星）来检测。

酵母表面展示技术是一种高效的抗体筛选方法，通过将抗体基因与酵母表面蛋白融合，使抗体在酵母细胞表面展示，从而能够与目标抗原特异性结合。该技术的关键优势在于酵母细胞的易培养、高表达能力及其良好的稳定性，能够快速构建多样化的抗体库，进行高通量筛选。通过与目标抗原的结合，能够筛选出亲和力强、特异性高的抗体，常用的筛选方法包括酵母显示亲和力筛选、流式细胞术（FACS）等。与传统的哺乳动物细胞筛选方法相比，酵母表面展示不仅成本较低，且缩短了筛选周期，具备了较强的实验操作性和可控性，因此被广泛应用于抗体发现、药物研发和疫苗研究等领域，尤其在新型治疗性抗体的开发中具有重要意义。

酵母表面展示示意图-泰克生物.png

图1 酵母表面展示示意图

二．酵母细胞表面工程及其在生物技术中的应用

目前的酵母展示技术利用了细胞壁中天然存在的GPI（糖基磷脂酰肌醇）锚定蛋白的优势，该锚定蛋白可以作为展示重组蛋白（如抗体片段）的锚定单元。在这种设置中，感兴趣的蛋白质被用于各自锚定蛋白的C或N末端部分，将结合的融合蛋白引导到细胞外表面。近年来，已经鉴定出几种不同的锚蛋白，它们有助于外源蛋白在酵母细胞上的展示，但最突出的一种是由Boder和Wittrup于1997年发明的Aga2p依赖性表面展示。该系统先前已用于设计各种抗体形式，如scFv片段、Fab片段、Fcabs和美洲驼单结构域抗体VHH片段，旨在分离具有改进性能的克隆。

三．改善酵母表面展示的遗传策略

1.酵母质粒

合成酵母质粒是用于控制异源蛋白表达的染色体外遗传元件，设计用于在调控序列（即启动子、终止子、转录因子等）的控制下驱动基因表达。此外，质粒拷贝数可以影响基因表达水平。YSD质粒蛋白表达取决于启动子强度。组成型启动子和诱导型启动子都用于显示蛋白质。最常用的启动子是酿酒酵母中表达的半乳糖启动子(GAL1/GAL10)，GAP和AOX1启动子在毕赤酵母中的表达。

2. 信号肽序列

锚点包含两个主要部分:（1）通过蛋白质分泌途径参与蛋白质运输的信号肽序列（SS）；（2）与POI融合的锚点。SS的修改对所显示POI的生产水平的提高有重要影响。通常，使用天然信号肽，即a-凝集素，SED1p，Pir1p和Flo1p已被证明使用其自身的信号肽具有良好的蛋白表达水平。

3. 锚定蛋白

最常见的锚点是GPI依赖的CWPs（细胞壁蛋白），它在靶蛋白和细胞壁之间提供共价键β-1,6葡聚糖。另一方面，Pir-CWP通过二硫键促进融合蛋白与细胞壁β-1,3葡聚糖和结构蛋白的共价连接。最初由Boder和Wittrup开发的Aga1-Aga2锚点已被用于几种蛋白质的表达。

4. 酵母表面展示的酵母菌株选择

应用酵母菌株的基因组和代谢背景是影响原生或外源蛋白YSD的重要性状。合成生物学方法与基因组技术（如CRISPR/Cas系统）相结合，可以开发出具有微调异种蛋白表达的酵母菌株。通过改变酵母菌的细胞壁组成或蛋白质分泌途径，设计出新的酵母菌株。后者包括囊泡运输工程和开发同时分泌可溶性蛋白和表面显示蛋白的平台，以简化其表征。

泰克生物着力于为客户提供高质量，且具性价比的抗体药物前期发现技术服务。我们在药物抗体发现方面拥有10年的项目开发经验和心得，积累了充足的抗体定制和重组蛋白生产经验。基于酵母体展示技术（Yeast Display Technology）平台的服务，泰克生物能够为客户提供一系列包括但不限于兔源、鼠源、羊源、驼源等不同物种的单克隆抗体制备服务，及其配套的完整可追溯性文件体系。

上一篇:浅谈酵母展示技术下一篇:浅谈酵母双杂系统原理及应用