两篇背靠背CELL文章告诉你ForteBio不光是用来检测亲和力的!
2019年5月又有5篇CNS文章应用了BLI数据,其中Cell杂志背靠背发表了两篇关于流感病毒的中和抗体研究成果,其中有多个方面的实验都用到了ForteBio的BLI技术。
这两篇CELL文章分别为:
1)文献1:美国Scripps研究所的Ian A. Wilson和范德堡大学的James E. Crowe,Jr. 团队合作的A Site of Vulnerability on the Influenza Virus Hemagglutinin Head Domain Trimer Interface.
2)文献2:哈佛医学院的Stephen C. Harrison和杜克大学的Garnett Kelsoe合作团队的Antibodies to a Conserved Influenza Head Interface Epitope Protect by an IgG Subtype Dependent Mechanism.
这是人们首次发现作用于HA三聚体接触面的广谱性中和抗体,它们几乎可以作用于所有亚型的HA,可用于流感病毒感染个体的抗病毒治疗。
名词解释
陈老湿觉得有必要先名词解释一下:
广谱性中和抗体:能够与多种亚型的病原微生物表面的抗原结合,从而阻止该病原微生物黏附靶细胞受体,防止侵入细胞。
HA:流感病毒表面有两个主要的糖蛋白——血凝素蛋白(Hemagglutinin,HA)和神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)。HA负责识别并结合宿主细胞表面的受体。基于其结构和抗原性的不同, HA是流感病毒中和抗体的关键作用靶点,分为两个结构域:一是含有受体结合位点的球状头部结构域,负责病毒的吸附,其抗原性变异极大;二是抗原性较为稳定的颈部结构域,负责介导病毒与细胞膜的融合。
用ForteBio的BLI技术检测抗体与不同来源的HA的亲和力
研究人员从接种过流感疫苗的外周血样本中分离到几株抗体,其中FluA-20具有广谱性保护作用。
FluA-20与三种HA亚型的头部区域的亲和力都很高。
文献1 将生物素化的HA固化在链霉亲和素(SA)传感器上,与抗体相互作用。使用的仪器型号为Octet Red。
文献2 是将HA固化在NTA传感器上与Fabs检测亲和力,使用的仪器型号为BLITZ。
用ForteBio的BLI技术验证结构学分析结果(文献1)
用生化实验和结构生物学手段证实FluA-20结合于HA头部结构域的三聚体接触面上。
抗体固化在CH1传感器(固化抗体的CH1段)上,
与HA三聚体和游离(蛋白酶处理)的HA结合
FluA-20与游离的HA的亲和力比HA三聚体的亲和力弱,进一步证明了其结合位点在三聚体接触面上。这些结合位点在游离的HA中暴露的比较少。
结构学与突变体分析结果
结构学分析结果发现,HA上的P221,R220,P96,R229等位点在HA/抗体的复合物界面上,并参与两者的结合。将这些位点突变后,与野生型HA相比,亲和力下降,验证了结构学分析的结果。
他们发现FluA-20结合在HA三聚体界面,可快速(≤20 sec)使三聚体发生解离。这一抗体可能通过干扰子代病毒的有效组装,进而阻止病毒在细胞间的传播。
BLI技术的竞争实验分析中和抗体表位是否相同
两篇文献都用NTA传感器固化HA,然后依次结合两个抗体,计算在第一个抗体存在下,第二个抗体的的下降信号(与没有没有第一个抗体比较)。
Rc为结合了第一个抗体之后第二个抗体的结合信号,R0为没有结合第一个抗体的第二个抗体的结合信号。
如果信号下降(inhibition rate)70%以上,就认为两者有竞争,就是说两个抗体的结合表位一致。
文献2:蓝色线为S5V2-29直接与H3的头部结构域结合的信号,最高信号约为2.5nm,但是将H2214作为第一个抗体,作为第二个抗体的S5V2-29的信号只为0.5nm左右(淡蓝色线),说明S5V2-29与H2214相互竞争,或者说两者结合HA的同一位点。
文献1:这个是计算第二抗体的信号下降比例后,并做Matrix的结果(OCTET的8.0版本以上的软件可以实现哦),可见FluA-20与其他抗体(结合HA颈部)不竞争。
这两篇文章表明三聚体形式的HA处于动态中,具有类似“呼吸”(Breathing)运动的特征。这种“呼吸”现象也曾在登革热、HIV以及西尼罗河等病毒的囊膜蛋白中观测到。HA三聚体构象的小幅度波动可使位于其头部结构域接触面的表位暴露暂时性或部分暴露,这些表位同时具有免疫原性和保护性,可被细胞表面的BCR识别,诱发初级应答,因此这些表位可作为疫苗的备选成分,以筛选流感通用疫苗。
ForteBio的相互作用仪不仅可以用来检测两个物质之间的亲和力,还可以检测多分子之间的竞争关系,因为ForteBio仪器可以将样品放在不同孔中,形成不同的排列组合,而且可以同时用8个或更多通道同时检测,可以大大方便在竞争实验上的实验设计并且缩短检测时间,还有专门的分析软件支持哦!
下面就是在抗体配对(竞争实验)方面,ForteBio的BLI与ELISA技术对比
那么如何用一块96孔板设计竞争实验呢?
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参考文献
[1] Akiko Watanabe. Antibodies to a Conserved Influenza Head Interface Epitope Protect by an IgG Subtype Dependent Mechanism. [J]. Cell. 2019. 177, 1124–1135.
[2] Sandhya Bangaru, A Site of Vulnerability on the Influenza Virus Hemagglutinin Head Domain Trimer Interface.[J] Cell. 2019. 177, 1136–1152.
*本文部分内容摘自 Bioart《 Cell背靠背 | A型流感病毒新型广谱中和性抗体——靶向血凝素蛋白HA头部结构域三聚体接触面》撰文:宁 责编:兮