关键词:
微囊藻毒素
噬菌体抗体库
基因工程抗体
链置换技术
定点突变
可溶性表达
免疫分析
摘要:
蓝藻产生的微囊藻毒素(MCs)是一类小分子生物毒素,可造成水体、土壤环境以及农产品和食品的污染。已报道的MCs超过200种,其中MC-LR亚型毒性最强、危害最普遍,属2B类致癌物,世界卫生组织规定其在饮用水中的最大残留限量为1.0μg/L。探寻MCs快速高灵敏监测方法,一直是业内探索的热点。本研究借助噬菌体展示抗体库,以及抗体高通量筛选与特性修饰等技术手段,用多种渠道研制了具有MC-LR高灵敏结合能力的异源基因工程抗体(GEAb),并建立了相应免疫学分析方法用于其快速高灵敏检测,具体研究的内容如下:(一)MC-LR驼源纳米抗体筛选与应用。将MC-LR偶联到KLH和BSA上,形成MC-LR-KLH和MC-LR-BSA复合物,分别作为富集和筛选的包被抗原,经4轮富集淘筛,从驼源噬菌体纳米抗体库中获得20个阳性克隆。阳性反应最强的ANAb12,ANAb9和ANAb7基因被克隆到p ET26b(+)载体上,并导入*** BL21中进行可溶性表达。以获得的ANAb12,ANAb9和ANAb7纳米抗体蛋白建立IC-ELISAs测定MC-LR,结果显示,它们的最低检出限分别达到0.06,0.08和0.12μg/L;经MC-LR同系物交叉反应分析,3个纳米抗体对MC-RR,MC-YR和MC-WR均具有较强识别能力,交叉反应率达到82.7%~116.9%。上述IC-ELISAs对MC-LR在自来水中的添加回收测试,回收率为84.0%~106.5%,变异系数为3.4%~10.6%,表明检测方法具有良好的精确性和稳定性。(二)MC-LR免疫兔源抗体库构建及其sc Fv筛选与应用。以MC-LR-KLH为免疫原,经5轮免疫,供试兔血清滴度达到1:2500000。以兔脾脏总RNA反转录的c DNA为模板,设计特异性引物分别扩V、V基因进而拼接成为sc Fv基因,经克隆到p IT2噬菌粒载体上并转入*** TG1中,成功构建库容量为3.26×10 cfu/m L的MC-LR免疫兔源噬菌体sc Fv库。以MC-LR-BSA为包被抗原,经4轮富集淘筛,从库中获得18个阳性克隆。将阳性反应最强的Rsc Fv3基因导入*** HB2151中进行可溶性表达制备其sc Fv蛋白。以获得的MC-LR p Abs和MC-LR Rsc Fv3-sc Fv蛋白建立IC-ELISAs测定MC-LR,结果显示,它们的最低检出限分别达到0.03和0.05μg/L;经MC-LR同系物交叉反应分析,两种抗体对MC-RR,MC-WR和MC-YR均具有较强识别能力,交叉反应率达到56%~136%。以MC-LR Rsc Fv3-sc Fv蛋白建立的IC-ELISA对MC-LR在自来水、瓶装饮用水和湖水样品中的添加回收测试,回收率为86.8%~106%,变异系数为1.8%~10.8%,表明检测方法具有良好的精确性和稳定性。(三)MC-LR免疫鼠源抗体库构建及其sc Fv筛选与应用。以MC-LR-BSA为免疫原,经5轮免疫,供试小鼠血清滴度达到1:3600000。以鼠脾脏总RNA反转录的c DNA为模板,设计特异性引物分别扩增V、V基因进而拼接成为sc Fv基因,经克隆到p IT2噬菌粒载体上并转入*** TG1中,成功构建库容量为8.67×10 cfu/m L的MC-LR免疫鼠源噬菌体抗体库。以MC-LR-KLH为包被抗原,经4轮富集淘筛,从库中获得16个阳性克隆。将阳性反应最强的Msc Fv7基因导入*** HB2151中进行可溶性表达制备其Msc Fv-sc Fv蛋白。以Msc Fv7-sc Fv蛋白建立IC-ELISA检测MC-LR,结果显示,它的最低检出限达到0.044μg/L;经MC-LR同系物交叉反应分析,其对MC-RR和MC-YR均具有较强识别能力,交叉反应率分别为85.9%和93.1%。该IC-ELISA对MC-LR在自来水、瓶装饮用水和湖水样品中的添加回收测试,回收率为81.2%~106.3%,变异系数为2.62%~10.22%,表明检测方法具有良好的精确性和稳定性。(四)MC-LR AV-MV重组及其活性修饰与应用。为了获得结合活性和热稳定性更高的MC-LR GEAb,以ANAb12和Msc Fv7为模板,借助链置换技术,将两者重链区域(V)拼接形成AV-MV重组抗体,经ELISA测定,其对MC-LR的结合活性和热稳定性分别比ANAb12和Msc Fv7均有所提高。为了进一步改进AV-MV的抗原结合活性,对其MV-CDR3区域进行了定点突变,成功构建库容量为8.99×10 cfu/m L的噬菌体展示AV-MV突变抗体库。以MC-LR-KLH为包被抗原,经3轮富集淘筛,从突变库中获得15个阳性突变克隆,其中5个反应值高于原初AV-MV。将阳性反应