抗原肽的設計和應用

更新時間：2023-06-27 點擊次數：1928

肽可以被定義為更大的功能蛋白質的片段。它們通常被設計成模擬特定的生物學作用，例如與互補抗體的功能性結合位點反應的能力。這種特性被稱為抗原性，產生的分子通常被稱為抗原性肽。這些怎么樣合成肽設計的？以及如何將它們用于產生新的抗體療法？

抗原性是指抗原與抗體的功能結合位點相互作用的能力，也稱為副表位。免疫原性是指分子引發體液和/或細胞免疫反應的能力。抗原決定簇(抗體)和抗原決定簇(抗原)之間的相互作用是免疫原性和抗原性的根本驅動力。然而，重要的是要注意，盡管所有的免疫原性肽都具有抗原性，但并非所有的抗原性肽都具有免疫原性。

抗原性肽往往比免疫原性肽短，保留了與抗原決定簇相互作用的能力，但不能引發免疫反應。它們不能引發這種反應是因為它們的結構短且呈線性，有時是因為它們與宿主蛋白的序列相似。

盡管免疫原性和抗原性肽的大多數應用重疊，但仍有一些區分的理由。例如，免疫原性肽本質上更難設計和生產，因為它們不僅需要具有抗原性，還需要被施用它們的生物體識別為外來的。

使抗原性肽具有免疫原性可以通過以下方法實現與載體蛋白或病毒樣蛋白融合。這些策略已成功地應用于生產肽疫苗或者抗體生成應用(雜交瘤或多克隆抗體生產).

利用免疫原性肽產生的抗體通常被稱為抗肽抗體。它們可以與原始的完整蛋白質發生交叉反應，這使得它們對于分離、監測和定位蛋白質表達非常有價值。在基礎水平上，肽抗體也可用于表征蛋白質天然構象中的表位。

非免疫原性抗原肽，由于其易于生產，仍可用于其他應用。例如，它們可以作為配體使用展示技術(例如噬菌體展示)篩選高度多樣化的抗體庫。此外，它們可以作為試劑或標準用于蛋白質-蛋白質相互作用研究或多重免疫測定。

就肽的抗原性而言，結構是一個至關重要的特性。在不同的免疫測定中，相同的多肽序列可能導致不同的抗原反應。這些巨大差異的原因源于肽本身的構型。

例如，溶液中的游離肽通常是線性的并暴露，而吸附到樹脂或其他固體噬菌體上的肽僅部分暴露。后者有很大一部分表面不能結合，這限制了它們的抗原性。

相反，由于載體誘導的構象變化，與載體結合的肽甚至可能比游離肽更具抗原性。這些肽通常呈現能被抗體更好識別的三維結構。

用于成功增加抗原性的另一種策略是環化。許多專家認為環肽是理想的治療藥物。環化可以增加肽的穩定性，使其更能抵抗蛋白水解切割。此外，研究表明，它增加了膜的滲透性，使它們更好地瞄準傳統上“不可拖動"的疾病標記。

抗原性肽或表位通常分為連續或不連續，這取決于參與與副表位相互作用的氨基酸殘基是否彼此相鄰。事實上，大多數天然表位是不連續的，由序列中不相鄰的殘基組成，但由于同源完整蛋白的構象而變得鄰近。

然而，這種分類很少是直截了當的。事實上，即使在連續區域內，也不是每個殘基都與副表位接觸，這些不相互作用的殘基通常可以被任何其他氨基酸取代，而不會損害肽的抗原性。此外，不連續肽由被非反應性區域分隔的多個連續區域組成。沒有高質量的晶體學數據，很難根據表位-表位相互作用對肽進行分類。

抗體的多重特異性通常會產生另一種抗原肽——模擬表位。模擬表位在結構上與表位相似，它們引發與表位相似的免疫反應，但在序列上有顯著差異。

這些肽通常通過篩選組合肽庫或通過噬菌體展示進行生物淘選來鑒定。連續表位和不連續表位都可以具有與原始蛋白質幾乎沒有相似性的模擬表位。這種現象可以用模擬表位關鍵區域存在相似的原子團來解釋。此外，單個抗體包含許多不重疊或僅部分重疊的表位，每個表位能夠結合相似或不同的表位。

模擬表位具有多種應用，包括功能和結構研究、過敏原特異性免疫療法(其中有害的表位被結構相似的模擬表位取代)、疫苗和診斷學等。