大腸菌により産生された抗体分子およびその融合蛋白質の熱力学パラメータの解析

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05780490
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 伊藤 渉 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助手 (50192498)
• Keywords: 蛋白質工学 / 抗体 / 人工抗体ライブラリー / 熱力学パラメーター

Research Abstract

本年度の成果により、速度論敵パラメータおよび熱力学的パラメータの評価が「人工抗体ライブラリー」実用化に必須であることがわかった。
1.まず論文1(J.Biol.Chem.268(1993)16639-16647)により、抗体分子抗原結合領域のアミノ酸変異がたとえ類縁アミノ酸であろうとも、顕著なentropy-entharpy compensationを示すことを報告した。
2.論文2(J.Biol.Chem.268(1993)20668-20675)により、Fv-Protein A融合蛋白質の大腸菌分泌産生システムを創り出し、ヒトIgGF_Cフラグメントと安定な複合体を形成させることで人為的に抗体の結合価数を3価に増やすことに成功した。これらの抗体分子複合体は単一分子と比較し著しく小さいk_<off>を示し、結果的にK_Aが大きくなることを速度論的パラメータ解析により明らかにした。
3.現在投稿中の成果ではあるが、論文1で示したentropy-entharpy compensationが抗原抗体反応の活性化複合体形成過程の主に脱水和反応に由来することを解明している。これはアミノ酸変異の結果としての△_G変化は活性化複合体形成以後の側鎖間の非共有結合形成過程に由来することを意味している。
同じく投稿中の成果として、PhageDisplayAntibodyLibraryの内、実際に抗体分子を発現しているのは10%以下であり、かつ、抗体分子を発現しているファージのかなりの部分が抗体分子を多価で発現していることをバイオセンサーによる速度論的パラメータ解析により初めて証明している。これらの多価性がファージライブラリーのセレクションにおいて悪い影響をあたえるのは明らかである。この問題も「マイルドな界面活性剤により多価ファージを1価ファージに変換する方法」により解決した。

Research Products

• [Publications] Ito.W: "Effects of substitution of closely related amino acids at the contact surface in the antigen-antibody complex on the thermodynamic parameters." J,Biol.Chem.268. 16639-16647 (1993)
• [Publications] Kaneko,T.: "Preparation of mouse-human chimeric antibody to an embryonic carbohydrate antigen,Lewis Y." J,Biochem.113. 114-117 (1993)
• [Publications] Ito.W: "Development of an artificial antibody system with multiple valency using an Fv fragment fused to a fragment of Protein A." J,Biol.Chem.268. 20668-20675 (1993)