[發明專利]一種展示抗體的鐵蛋白納米材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910614380.0
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110272500B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 張同偉;曹長乾;潘永信
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;C07K14/00;C12N15/62;C12N15/70;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明提供了一種展示抗體的鐵蛋白納米材料，所述的鐵蛋白納米材料包括：包裹金屬氧化物內核的鐵蛋白籠，以及連接在鐵蛋白籠外表面的結合抗體Fc結構域的蛋白。該鐵蛋白納米材料的抗體展示效率很高，解決了傳統鐵蛋白直接與抗體融合表達造成的抗體結構改變的難題，且鐵蛋白納米材料自帶金屬氧化物標簽，無需再在需結合的抗體自身攜帶標簽，簡化后續蛋白純化、定量、定位的步驟。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，具體涉及一種展示通用型抗體的鐵蛋白納米材料，所述的鐵蛋白納米材料包含具有類似過氧化物酶活性的金屬氧化物內核，以及該鐵蛋白納米材料的制備方法和應用。

背景技術

抗體是B淋巴細胞在抗原刺激下產生的針對該抗原的免疫球蛋白，抗體能夠識別抗原并與之發生結合反應，抗體與抗原之間的結合具有高度的特異性。抗體-抗原的特異性結合反應被廣泛的應用于科研、醫學等領域。針對不同應用場景，開發了不同的技術與方法，如：酶聯免疫吸附實驗(ELISA)，不僅能夠對特定的蛋白進行定量分析，還可以研究分子之間的相互作用或其他特性；蛋白質印跡(WB)，通常被用來確定樣品間蛋白的相對表達水平，還可以確定目標蛋白的分子量大小；免疫組織化學(IHC)，能夠揭示樣本內抗原的組織特異性和亞細胞定位；免疫沉淀(IP)，是分離純化單一或復合蛋白的最常用的一種方式；酶聯免疫斑點(ELISPOT)，用于檢測如細胞因子和生長因子這樣的分泌蛋白。以上技術方法的基本原理均是利用抗原-抗體的特異性反應。然而，在實現檢測目的的過程中，還需要借助其他輔助手段，如，對抗體進行標記(與具有催化顯色能力的酶進行偶聯)，對抗體進行固定(與固項載體偶聯)。直接對抗體進行標記和固定有幾方面的缺點：第一，損傷抗體結構，降低抗體-抗原反應的特異性；第二，標記和固定的位點隨機不可控，造成抗體活性位點被遮擋、封閉，或者不能正確定向，降低抗體-抗原結合的效率；第三，傳統的技術方法步驟繁瑣，耗費時間，檢測的時效性較差。

抗體的標記和固定在實際應用中是不可或缺的，然而傳統的技術手段又有種種缺點，因此，有必要開發新的方法策略。抗體展示平臺給我們提供了新的思路。用溫和無損的方法將抗體定向展示在平臺上，對展示抗體的平臺進行固定和標記，不會損傷抗體。

鐵蛋白是由24或12個蛋白亞基自組裝構成的籠狀蛋白(外徑12nm)，是參與和維持生物有機體鐵代謝的重要鐵儲存蛋白，廣泛存在于動物、植物及微生物細胞中。鐵蛋白遺傳及三維結構信息清楚，且結構非常穩定，能夠耐受60-100℃高溫，便于進行修飾改造，是展示抗體的絕佳材料。

參考文獻Antibody–drug conjugates:targeting melanoma with cisplatinencapsulated in protein-cage nanoparticles based on human ferritin(ElisabettaFalvo，Nanoscale，24，2013)公開了一種抗體-藥物結合物，包括利用偶聯有抗體的鐵蛋白籠載藥，向患有黑色素瘤小鼠注射抗體-藥物結合物，流式細胞儀驗證藥效。該專利中鐵蛋白籠直接偶聯抗體并用于載藥。

專利CN108976299A公開了一種改善抗體片段親和力和體內半衰期的方法，包括將抗體片段與鐵蛋白籠融合表達，鐵蛋白籠空腔容納藥物。該專利中鐵蛋白籠直接與抗體融合表達，并用于載藥。

參考文獻Developing an antibody-binding protein cage as a molecularrecognition drug modular nanoplatform(Hyo JinKang，Biomaterials，33(21)，2012.7：5423-5430)公開了將Fc綁定肽編碼基因導入自組裝蛋白籠鐵蛋白環中，形成四重對稱結構FcBP-鐵蛋白，用作納米傳遞平臺。通過FcBP-鐵蛋白與兔IgG抗體混合形成非共價復合物，實現抗體在蛋白籠表面的定向顯示。該專利中鐵蛋白與連接抗體Fc結構域的蛋白偶聯，再與抗體混合。