沪震生物|抗体纯化篇

抗体作为一种常见的生物学研究工具，高特异性、高效价的抗体是进行科研实验研究的基础，抗体纯度的高低将直接影响实验的成败。通过不同方法制备的抗体往往与多种杂蛋白混杂在一起，为了获得成分相对单一的抗体，需要进行抗体纯化。

蛋白A是一种金黄色葡萄球菌细胞壁蛋白质，分子量42 kD，它含有5个可以和抗IgG分子的Fc段特异性结合的结构域。

20世纪70年代初期，细菌蛋白开始作为纯化免疫球蛋白的方法出现。细菌蛋白对抗体的高亲和力使其成为用于检测和纯化抗体一种强有力的工具。其中，金黄色葡萄球菌蛋白A (staphylococcal protein A) 和链状球菌蛋白G (streptococcal protein G) 是最为常见的两种用于纯化全长抗体的配体，它们能够与不同物种或不同亲和力的抗体结合。

金黄色葡萄球菌蛋白A，简称protein A，来源于革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌表面。天然的protein A含有5个同源免疫球蛋白 (大多数为IgG) 结合域（E, D, A, B和C）可以与抗体的Fc区特异性结合 (CH2与CH3之间)。此外，protein A也可结合抗体重链可变区的CDR2与CDR3之间。Protein A的分子大小约为42kDa，对于大部分物种的IgG都具有较高的亲和力。研究表明，一个protein A分子可以同时结合至少2个IgG分子。天然protein A作为配体被偶联在琼脂糖介质上，这样它的结合域便可用来捕捉和结合IgG。虽然天然protein A与IgG的亲和力很强，但它会和非目的蛋白结合，则最终会导致蛋白的纯度下降，因此达不到标准。于是，重组protein A在基于天然protein A的基础上进行了一定程度的基因工程技术改造，但这并不影响重组protein A对于免疫球蛋白Fc区的特异性，在增强其抗体的结合能力同时，纯化效果也得到了显著地提高。

图2. Protein A结构

近年来蛋白质组学和结构基因组学技术的蓬勃发展，也给抗体研究带来了更多的机遇和挑战。