$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De intracellulaire eiwitvouwing kwaliteitscontrole mechanisme van de Tat pathway van E. coli beperkt transport over de binnenste celmembraan eiwitten die goed gevouwen in het reducerende cytoplasmatische milieu. Door overexpressie een fusie van een scFv met de ssTorA signaalsequentie (de signaalsequentie van het eiwit TORA, dat van nature wordt getransporteerd door de Tat pathway 20), wordt translocatie geblokkeerd, waardoor weergave van scFvs op het binnenste membraan 19. Na enzymatische verstoring van de buitenmembraan zijn de geëxposeerde antilichamen beschikbaar gesteld voor het screenen op antigeenbindingsactiviteit. De mogelijkheid om te profiteren van de Tat pathway van scFv weergave werd aangetoond door Karlsson et al. 19 (figuur 6). De scFv antilichamen scFv13 en scFv13.R4 werden gefuseerd aan ofwel de natieve sequentie ssTorA of een gemodificeerde ssTorA dat de arginine-arginine residu pair erkend mistde Tat pathway. scFv13.R4 werd ontwikkeld door Martineau et al. van scFv13 door middel van vier ronden van gerichte evolutie en is bekend om goed vouwen in de cytoplasma 9. Dit scFv werd op het binnenste membraan, maar alleen uitgedrukt als een fusie met de natieve signaalsequentie ssTorA (figuur 6). In tegenstelling, scFv13 niet goed gevouwen cytoplasmatisch 9, zodat het niet goed op het binnenste membraan, ongeacht de signaalsequentie waaraan het is gefuseerd. Bovendien, als de scFvs werden tot expressie gebracht in cellen die de TatC eiwit, een essentieel onderdeel van het Tat machine 20,28 ontbrak, vertoning werd niet waargenomen, waaruit het belangrijke verband tussen binnenste membraan display en de Tat pathway. Deze resultaten demonstreren dat alleen eiwitten die de Tat signaalpeptide bevatten en die correct in het cytoplasma worden gevouwen worden op het binnenste membraan, waardoor transport door de Tat pathway te functioneren als een scherm voor intracellulaire folding.

Figuur 6. Detectie van scFvs weergegeven op het binnenste membraan. Flowcytometrie-analyse werd uitgevoerd om de weergave van slecht gevouwen scFv13 en goed gevouwen scFv13.R4 detecteren op het binnenste membraan. scFvs werden gefuseerd met natieve ssTorA of ssTorA (KK), waarbij de Arg-Arg pair in ssTorA sequentie werd gemodificeerd om Lys-Lys. Het C-terminale FLAG-epitoop tags op de scFvs werden gedetecteerd met een fluoresceïne isothiocyanaat (FITC) geconjugeerd anti-FLAG antilichaam. Cellen zonder TatC eiwit (ΔtatC) en ssTorA-scFv13 zonder de FLAG tag werden getest als controles. M geeft de mediane fluorescentie waarde. Overgenomen uit referentie 19 met toestemming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Inner-membraan scherm kan succesvol scFv antilichamen te isoleren met een hoge affiniteit voor een doeleiwit en hoge niveaus van cytoplasmatische oplosbaarheid. Bovendien, de daaropvolgende ronden van gerichte evolutie gebruik binnenste membraan-scherm te verbeteren antilichaam kenmerken 19. Om dit aan te tonen, een voor fouten gevoelige PCR bibliotheek op basis van scFv13, dat een lage bindingsaffiniteit voor β-galactosidase is, is gepand tegen het doelantigeen β-galactosidase Display en panning werkwijze beschreven in het protocol. scFv 1-4 werd geïsoleerd na één ronde van mutagenese en panning en hadden hogere bindingsaffiniteit voor p-galactosidase dan scFv13 (figuur 7A) en een hogere oplosbaarheid cytoplasma (Figuur 7B).
Een nieuwe bibliotheek op basis van scFv 1-4, werd gemaakt met voor fouten gevoelige PCR en panning van deze tweede generatie bibliotheek tegenβ-galactosidase werd uitgevoerd met een modificatie van het protocol beschreven. De panning tegen β-galactosidase voor de tweede ronde van ontwikkeling werd uitgevoerd in de aanwezigheid van gezuiverde, oplosbare scFv 14 als concurrent van de waarschijnlijkheid isoleren klonen met hogere affiniteit dan scFv 1-4 verbeteren. Na deze tweede ronde van mutagenese en panning, scFv en scFv 2-1 2-3 werden geïsoleerd met behulp van de ELISA-gebaseerde secundaire screening. Deze scFvs niet alleen hadden hogere bindingsaffiniteit voor β-galactosidase dan scFv13, maar vertoonden betere binding dan de eerste ronde scFv kloon 1-4. scFv 2-1 vertoonden β-galactosidase binding vergelijkbaar met die van scFv13.R4 (figuur 7A). scFv 2-3 toont ook een verdere toename van cytoplasmatische oplosbaarheid vergeleken met scFv 14, aandacht voor de gelijktijdige engineering van oplosbaarheid en antigeenbindende. Aangezien affiniteit en oplosbare expressie van de scFvs worden gescreend voor het gelijktijdig, is het mogelijk dat een geselecteerde scFv is moderate oplosbaarheid maar hoge binding of vice versa. Bijvoorbeeld, scFv 2-1 een lagere expressie dan oplosbare scFv 2-3, maar vertoont hogere bindingsaffiniteit voor p-galactosidase.

Figuur 7. Target-binding en cytoplasmatische expressie van scFv varianten die middels binnenste membraan display. (A) scFvs werden uitgedrukt in het cytoplasma van E. coli-cellen (bijv., zonder dat de ssTorA signaalsequentie) met een hexahistidine (6 x His) tag en gezuiverd met behulp van nikkel-nitrilotriazijnzuur spin-kolommen. De binding van het gezuiverde scFvs aan P-galactosidase werd gemeten met een ELISA. Gezuiverde scFvs werden op-β-galactosidase beklede ELISA platen en gebonden scFvs werden gedetecteerd met een anti-6 x His antilichaam. De gegevens zijn een gemiddelde van zes herhalingen, en de fout balk toont standaardafwijking van het gemiddelde.(B) De oplosbare en onoplosbare fracties van cellysaten van cellen die het cytoplasmatisch scFvs werden geanalyseerd met een Western blot geprobed met een anti-6 x His antilichaam. Totale eiwitconcentratie werd gebruikt voor het laden van de monsters te normaliseren. Herdrukt (A) en aangepast (B) uit referentie 19 met toestemming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.