从结构解析、纳米抗体药物进展到双特异性纳米抗体应用

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　　结构信息对于更好地了解蛋白质的生物学功能和开发针对这些蛋白质的治疗药物至关重要。 然而，许多蛋白质的结构并不是稳定的，为适应生理功能的需要，它们一直在不同构象之间相互转换，这就给确定其结构时带来了极大挑战挑战。抗体药物生产随着纳米抗体的发展，研究者发现纳米抗体可以很好的解决这一问题。纳米抗体的形状扁长且十分紧凑，暴露出的凸形互补位可以进入传统抗体难以接近的蛋白质表面空腔或裂缝中。并且，蛋白质的表面空洞或裂缝通常可以很容易地被纳米抗体的CDR3区特异性识别。这也使得纳米抗体能够成为将构象动态蛋白质稳定到特定构象中的有前途的工具。 Rasmusse等人用激动剂结合的β2肾上腺素能受体(β2AR)免疫骆驼[1]。然后，建立了一个纳米抗体库，并筛选出了针对激动剂结合的β2AR的纳米抗体，并确定了一种纳米抗体可以在结晶过程中稳定活性β2AR结构。这项工作代表了该领域的开创性研究之一。自此，纳米抗体被广泛应用到用于到 GPCR 领域，以选择性地将受体固定到特定的构象中。NB9-8用于稳定M2毒碱受体(M2R)与正构体激动剂的结合；Nb39 分别用于稳定激动剂结合的μ-阿片受体 (μOR) 和 κ-阿片受体 (κOR)。 McMahon 等人采用设计的合成纳米抗体库开发了一个用于纳米抗体发现的酵母展示平台 ，该平台主要利用FACS 和 MACS 技术来筛选目标蛋白的构象选择性纳米抗体。通过使用激动剂或拮抗剂稳定目标蛋白的选定构象，然后通过正向或负向筛选特异结合特定构象的靶蛋白的纳米抗体。 例如，在鉴定与 F 类 GPCR 成员 Smoothened (SMO) 的活性状态结合的纳米抗体时，纯化的 SMO 用激动剂 (SAG21k) 稳定。 在阳性选择中，使用 SMO/SAG21k 复合物选择纳米抗体。 在阴性选择中，纳米抗体被 Alexa647 荧光基团、M1 抗体或拮抗剂结合的 SMO 耗尽。 经过几轮选择后，确定了一种对激动剂结合的 SMO 具有强结合偏好的纳米抗体。类似的策略已被用于开发其他重要靶标的构象选择性纳米抗体。