2017年3月24日
ここでは、著者らは、精製されたモノクローナル抗体とドットブロットハイブリダイゼーションによるペプチドスキャンを使用して、線状抗原エピトープを定義するためのシンプルで効率的なプロトコルを提示します。同定されたエピトープは、その後、治療および診断アプリケーションに使用できます。
このプロトコルの全体的な目標は、連続的に切断された組換えタンパク質とドットブロットハイブリダイゼーションによるペプチドスキャンを使用して、モノクローナル抗体が認識する線状B細胞エピトープを同定することです。この方法は、抗原と抗体の間の分子相互作用に関する重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、そのシンプルさと効率性です。
同定エピトープは、その後、治療および診断アプリケーションなどのより完全な研究に使用できます。その手順を実演するのは、私の研究室のポスドクであるChien-Wen Chenです。まず、ハイブリッド無血清培地でRGM56マウスモノクローナルハイブリドーマ細胞を増殖させます。
175 Tフラスコで細胞培養を摂氏37度、二酸化炭素5%で維持します。5日間のインキュベーション後、黄色に変わった後に培地を収集し、上清を4,500倍のGで摂氏4度で30分間遠心分離します。次に、ペレット化された細胞破片を廃棄して、溶液中の抗体を取得します。
次に、50mL の 50% Protein G アグロスラリーを 2 ミリリットルのカラムに加え、10 ミリリットルの氷冷 PBS で樹脂を平衡化します。これは、10 容量のプレロード済み樹脂に相当します。あらかじめ調製した抗体溶液200ミリリットルを平衡化したカラムにロードし、カラムを通過した画分を廃棄します。10ミリリットルの氷冷PBSを使用して、カラムを2回洗浄します。
最後に、レジンから抗体を採取するために、pH 2.7のミリリットルグリセリン溶液10ミリリットルをカラムに加えます。100マイクロリットルの10X中和バッファーをあらかじめ充填したマイクロ遠心チューブに900マイクロリットルのフラクションを回収します。精製した抗体を、アジ化ナトリウムを添加した50%グリセロール溶液にマイナス20°Cで保存します。
コンストラクトを調製し、テキストプロトコルに記載されているように大腸菌BL21細胞を形質転換します。次に、100マイクログラム/ミリリットルのアンピシリンを補充した3ミリリットルのLBブロスを含む15ミリリットルのチューブに単一のコロニーを移し、チューブを緩くキャップします。培養物を摂氏37度で150RPMの振とうでインキュベートします。
600ナノメートルで培養物の光学密度を監視します。約0.6に達したら、培養物を摂氏25度に冷却します。次に、最終濃度0.4ミリモルでIPTGを添加して、組換えタンパク質の発現を誘導します。
200RPMを振とうしながら、25°Cでさらに4時間培養物をインキュベートします。インキュベーション後、1ミリリットルの細菌培養物を微量遠心チューブに移します。細胞を12, 000倍Gで1分間遠心分離し、上清を捨てます。
マイクロピペットでピペッティングを上下に行い、細胞ペレットを100マイクロリットルの変性緩衝液に再懸濁します。そして、得られた懸濁液を激しいボルテックスで混合し、すぐに使用できる組換えタンパク質サンプルを得ます。ドットブロットハイブリダイゼーションを進めるには、各合成ペプチドをDMSOに溶解して、10ミリグラム/ミリリットルの溶液を得ます。
次に、PVDFメンブレンをメタノール中で2分間活性化し、改変したTowbinバッファーでさらに2分間平衡化します。クロマトグラフィーペーパーを改質したTowbinバッファーですすぎ、平衡化したPVDFメンブレンをその上に置きます。バッファーが表面から消えるまで、メンブレンはそのままにしておきます。
10マイクロリットルのチップを使用して、各ペプチドまたは組換えタンパク質サンプルを2マイクロリットルをメンブレンに加え、10分間自然乾燥させます。メンブレン上にシンボルを見つけることは、このプロトコルで最も重要なステップです。PVDFメンブレンの小さな領域に正確な量のサンプルをロードするには、細心の注意が必要です。
次に、5%脱脂乳を添加したTBSTバッファーでメンブレンを室温で30分間、穏やかに振とうしながらブロックします。RGM56モノクローナル抗体を、5%脱脂乳を添加したTBSTバッファーで希釈します。そして、抗体溶液をメンブレンに加えます。
メンブレンを摂氏37度で1時間、穏やかに振ってインキュベートします。インキュベーション後、抗体溶液を取り出します。そして、メンブレンをTBSTバッファーで5分間2回、穏やかに振とうしながら洗浄します。
次に、TBSTバッファーで希釈した二次抗体の溶液を5%脱脂乳でメンブレンに加えます。メンブレンを摂氏37度で1時間、穏やかに振ってインキュベートします。インキュベーション後、抗体溶液を廃棄し、TBSTバッファーでメンブレンを5分間2回、穏やかに振とうしながら洗浄します。
次に、基質溶液を含むメンブレンを室温で暗所で15分間現像します。シグナルが現れたら、二重蒸留水でメンブレンを洗浄して反応を停止します。メンブレンを風乾した後、イメージングシステムを使用してドットブロット画像をキャプチャします。
最後に、画像解析ソフトウェアを使用して、各ドットブロットの強度を測定します。ここに示されているのは、アミノ酸1から338を含む全長の神経壊死ウイルスコードタンパク質とその連続的に切断された変異体です。形質転換した細菌細胞におけるタンパク質の発現を確認するために、抗6XHis抗体を用いたドットブロット解析を行い、調査中の全てのタンパク質の存在を示しました。
次に、RG-M56モノクローナル抗体を用いたドットブロットハイブリダイゼーションにより、組換えタンパク質を解析しました。解析の結果、抗体が認識するタンパク質エピトープはペプチド195〜338に見出されることが明らかになりました。最後に、20個または8個のアミノ酸残基からなるエピトープをペプチドスキャンにより同定した。
アラニンスキャンは、位置197および199のバリン残基の置換、および201位のシスチンの置換が、エピトープの結合能力およびドットブロットハイブリダイゼーションを消失させることを示した。同様に、結合強度分析では結合親和性の低下が観察され、同定された残基がエピトープのRGM56モノクローナル抗体への結合に必須であることが確認されました。このペプチド同定技術は、治療用ペプチド医薬品またはペプチド医薬品の開発に使用できます。
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この記事では、ペプチドスキャンとドットブロットハイブリダイゼーションを通じて、モノクローナル抗体によって認識される線形B細胞エピトープを特定するためのプロトコルを提示します。この方法は、その単純性と効率性で知られており、治療および診断アプリケーションに適しています。
Identifying linear B-cell epitopes is critical for de-risking therapeutic antibody development and informing vaccine design. This peptide scanning approach enables rapid epitope mapping with minimal resource investment, supporting early-stage target validation and lead optimization. The method enhances predictive confidence in antigen-antibody interactions, facilitating go/no-go decisions in discovery pipelines.
The method fits within early discovery workflows, bridging target validation to lead identification by providing epitope-level resolution for antibody-antigen interactions.