CN109651506B - 一种快速获得抗原特异性抗体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种快速获得抗原特异性抗体的方法，包括：建立抗体与多肽、基序的对应关系；通过搜索抗体与多肽的对应关系，查找与目标蛋白质氨基酸序列一致的多肽，其对应的抗体即为抗原特异性抗体；或计算所述抗体与基序的对应关系中，每一抗体的所有基序与目标蛋白质所有模块的相似度，取其中相似度值大于0.4所对应的基序，其对应的抗体即为抗原特异性抗体。本发明联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，可以高效全局性地获取给定抗体所能特异性识别的多肽或基序信息，建立抗体与多肽或基序的对应关系，通过该对应关系，可快速确定目标蛋白质所对应的特异性抗体，具有十分广阔的应用前景。

Description

一种快速获得抗原特异性抗体的方法
技术领域
本发明涉及抗体技术领域，具体涉及一种快速获得抗原特异性抗体的方法。
背景技术
抗体是生命科学、医学、药学等相关领域最重要的试剂和药物之一，发挥着不可替代的作用。抗体目前主要是通过免疫动物获得。抗体包括抗体组份单一的单克隆抗体、工程化抗体以及修饰抗体等，也包括抗体组份复杂的多克隆抗体。其中，多克隆抗体的组成复杂、重现性低等限制了其应用范围。目前，获得单一组份抗体的主要方式为杂交瘤技术(Nature 1975,256,495-497)；生物淘选抗体展示文库(Nature Biotechnology 1996, 14,309-314.)等，但是这些技术费时费力，难以获得抗体所识别的序列信息，这限制了抗体的进一步应用。
从杂交瘤技术发明至今，已经产生了无数个杂交瘤细胞系，能够产生识别既定靶标的抗体；长期以来，学术界认识到单一组份抗体具有多特异性(Science 2003,299,1362-1367)，即可以识别多种不同的多肽序列。少数杂交瘤细胞系产生的抗体，由于其所识别的抗原关注度高，而得到了广泛的应用。但绝大多数单一组分抗体，因其识别的多肽序列或基序不明，并未得到充分的利用。如能利用抗体的多特异性，解出单一组份抗体所能识别的多肽，进而计算出基序，构建抗体-多肽或者抗体-基序对应关系。通过搜索抗体-多肽或者抗体-基序的对应关系，可实现抗原特异性抗体的高效、快速获取。同时，单一组份抗体将得到充分的利用，但目前并未有任何相关报道。
Achim Krame等人采用SPOT技术，解析了一种单一组份抗体识别的多肽序列信息和基序，并拓展了该抗体的应用范围(Cell 1997,91,799-809)。但是SPOT技术，需要合成大量的多肽，成本较高，耗时，费力。另外，Achim Krame等人只解析了一种抗体识别的多肽序列，只能拓展该抗体的应用范围，没有提及建立抗体-多肽或基序关系和抗原特异性抗体的快速获取。
Roberto Di Niro等人联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，解析获得了与靶标蛋白相互作用的大量蛋白质(Nucleic acids research 2010,38,e110)。没有涉及到解析与抗体相互作用的多肽或蛋白质，也没有涉及抗原特异性抗体的快速获取。
Emmanuel Dias-Neto等人联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，解析获得了与不同组织等复杂样品相互作用的多肽(PLoS ONE 2009,4:e8338)。没有涉及到解析与抗体相互作用的多肽或蛋白，也没有涉及抗原特异性抗体的快速获取。
Arie Ryvkin等人联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，解析获得了与单克隆抗体和多克隆抗体相互作用的大量多肽(PLoS ONE 2012,7:e41469)。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
Xinyue Liu等人联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，解析获得了与多克隆抗体相互作用的大量多肽(PLoS ONE 2013,8:e67181)。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
Yael Weiss-Ottolenghi等人总结了解析多克隆抗体组成的策略(FEBS Letters2014, 588:318-325)。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
George J.Xu等人联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，解析获得了与多克隆抗体相互作用的大量多肽(Science 2015,348:1105)。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
国际专利(WO 2015/155035A1)公开了一种解析抗原表位的策略和方法。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
国际专利(WO2015076355A1)公开了一种解析靶标结合多肽的策略和方法。没有提及建立抗体-多肽或基序关系，并利用其进行抗原特异性抗体的获取。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种快速获得抗原特异性抗体的方法。本发明通过获得抗体结合的多肽或基序，建立抗体-多肽或基序对应关系，为抗原特异性抗体的快速获取提供解决方案。且本发明具有通用性，将对抗原特异性抗体的快速获取等产生重要影响。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种快速获得抗原特异性抗体的方法，包括以下步骤：
A、建立抗体与多肽、基序的对应关系；
B、通过搜索抗体与多肽的对应关系，查找与目标蛋白质氨基酸序列一致的多肽，其对应的抗体即为抗原特异性抗体；或
计算所述抗体与基序的对应关系中，每一抗体的所有基序与目标蛋白质所有模块的相似度，取其中相似度值大于0.4所对应的基序，其对应的抗体即为抗原特异性抗体。
优选地，步骤A中，所述抗体与多肽的对应关系的建立方法包括以下步骤：
通过免疫沉淀法，从噬菌体展示多肽文库中，富集能够与抗体样本相互作用的噬菌体，采用高通量测序技术，分别计算所有抗体样本中，每一多肽的富集倍数、所有抗体样本的噪音，去除不能与对应抗体样本相互作用的多肽序列，从而获得抗体样本识别的多肽序列，即得抗体与多肽的对应关系。
优选地，所述噬菌体展示多肽文库包括但不局限于随机多肽文库、人为设计的多肽文库；更优选随机多肽文库；最优选NEB公司的Ph.D.TM-12随机多肽文库。
优选地，所述噬菌体展示多肽文库，其多肽长度为7～100个氨基酸残基。
优选地，所述不能与对应抗体相互作用的多肽序列的去除方法为：
通过以下公式(1)和(2)计算每一多肽的富集倍数、抗体样本的噪音，将每一抗体样本中，噪音的3倍设为阈值，每一抗体样本中，富集倍数高于阈值的多肽，为对应抗体样本结合的多肽；否则为不能与对应抗体样本结合的多肽，应去除；
Figure BDA0001431180510000031
其中，f多肽X为给定抗体样本富集的所有多肽序列中，多肽X出现的频率(frequency)； F多肽X为空白对照非特异性结合的所有多肽序列中，多肽X出现的频率(Frequency)； S多肽X为多肽X被对应抗体的富集倍数(Signal)；
Figure BDA0001431180510000032
其中，N为噪音(Noise)，Smin为给定抗体所富集的多肽序列中，最小的富集倍数。
优选地，所述采用高通量测序技术时，采用两步PCR法构建高通量测序文库。
优选地，所述高通量测序平台是Illumina公司的NextSeq 500高通量测序仪；所述NextSeq 500高通量测序仪中使用的是2X 150bp的测序模式。
优选地，所述构建高通量测序文库时采用双重Index标记方法；
在第一步延伸PCR时添加第一重Index，在第二步延伸PCR时添加第二重Index。根据Index的组合，拆分不同抗体样本对应的高通量测序数据，并弃去不属于任何Index 组合的测序数据。
优选地，步骤A中，还包括将高通量测序数据采用标准密码子表转换成对应的氨基酸序列的步骤，如某个多肽序列中出现终止密码子，则丢弃该序列。
优选地，所述PCR扩增时使用的是NEB公司的Q5热启动高保真DNA聚合酶。
优选地，采用表3中的一种引物(SEQ ID No.1～SEQ ID No.16)和表4中的一种引物(SEQ ID No.17～SEQ ID No.32)，进行一个样本的第一步延伸PCR。其中，在第二重Index相同，且无法实现物理隔离的前提下，一种引物组合只能用于一个样本的第一步延伸PCR。
优选地，所述第一步延伸PCR进行25个循环；
优选地，采用切胶回收方式纯化第一步延伸PCR产物；
优选地，第二步延伸PCR，添加第二重Index，引入illumina测序平台的固定序列P5和P7；
优选地，第二步延伸PCR使用的引物为Nextera XT Index Kit v2试剂盒中引物；更优选地，使用引物对S502和N701；
优选地，第二步延伸PCR进行10个循环的扩增；
优选地，采用切胶回收方式纯化第二步延伸PCR产物；
优选地，采用NanoDrop测定，纯化的第二步延伸PCR产物的浓度；
优选地，根据核酸浓度，以相同的比例混合第二步延伸PCR产物，即为高通量测序样本；
优选地，按照T载体试剂盒中的流程，将高通量测序样品，插入T载体中。按照E.coli DH5α感受态的转化流程，将连接的T载体转化至E.coli DH5α，涂布于含有100 μg/mL的氨苄青霉素的LB固体培养基中。于37℃，倒置过夜培养。挑取单克隆进行 Sanger测序，分析插入片段序列及结构与预期相符。
优选地，根据第一重Index和第二重Index的组合，拆分不同抗体样本对应的高通量测序数据，并弃去不属于任何Index组合的测序数据。
优选地，步骤A中，所述抗体与基序的对应关系的建立方法包括以下步骤：
将抗体与多肽的对应关系中，每一抗体对应的多肽序列通过MEME程序得出抗体对应的基序、基序矩阵及E值，以0.05为阈值，选择E值小于0.05的基序及其对应的矩阵，即得抗体与基序的对应关系。
优选地，步骤A中，所述抗体为单一组分抗体，包括但不局限于单克隆抗体、工程化抗体、修饰抗体等；
所述抗体要有与其对应的杂交瘤细胞或者氨基酸序列信息；
所述抗体具有可再生性；可再生性，是指借助对应的杂交瘤细胞，通过组织培养或者腹腔注射，无限制的产生相同的抗体；或者知悉氨基酸序列，利用生物或化学的方式，无限制的获得相同的抗体。
所述基序代表20种不同氨基酸残基，在不同位置对抗体识别表位的贡献程度，为20×L基序的矩阵，L基序为基序所含残基数目，即通过MEME程序得出的基序矩阵。
优选地，步骤B中，所述基序与目标蛋白质所有模块的相似度的计算方法为：
S1、使用抗体-基序对应关系中的基序矩阵，在目标蛋白质氨基酸序列中，以连续L基序个残基为模块，从氨基端第1个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20X L 基序的基序矩阵中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块1与基序的相似度；
S2、以连续L基序个残基为模块，从氨基端第2个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20X L基序的基序矩阵中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块2与基序的相似度；
S3、以此类推，计算目标蛋白质氨基酸序列中所有模块与基序的相似度。
本发明还提供了一种基于前述方法快速获得的抗原特异性抗体在突发传染病检测、监测、诊断用特异性试剂中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明联合噬菌体展示技术和高通量测序技术，可以高效全局性地获取给定抗体所能特异性识别的多肽或基序信息，建立抗体与多肽或基序的对应关系，通过该对应关系的比对，可快速确定目标蛋白质所对应的特异性抗体，从而加速抗原特异性抗体的获取。
本发明方法基于高通量测序的原理，使其准确性和可靠性很高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明快速获得抗原特异性抗体的方法示意图；
图2为本发明实施例3所得样品的Odyssey扫描图；
图3为本发明实施例4所得样品的Odyssey扫描图；
图4为本发明实施例3中所述抗原SPA对应的氨基酸序列；
图5为本发明实施例5所得样品的Odyssey扫描图；
图6为本发明实施例6所得样品的Odyssey扫描图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1、建立抗体-多肽关系表
1.从NEB公司购买Ph.D.TM-12phage display peptide library kit(New EnglandBiolabs Ltd.,货号E8110S)；
2.在4℃条件下，使用含3％BSA的TBST-II(含0.5％吐温20的TBS溶液，其组分见表1)溶液过夜封闭96孔PCR板，每孔200μL；
表1
Figure BDA0001431180510000061
3.添加0.4μg的抗体至PCR板的每一孔中。作为对照，其中有一个孔中不加抗体；
4.每孔中添加10μL噬菌体随机多肽展示文库(NEBTM Ph.D-12)，为文库多样性的100倍；
5.4℃条件下，过夜孵育；
6.添加10μL的G蛋白磁珠(Thermo Fisher Scientific Inc.，货号10003D)。4℃条件下，免疫沉淀4h；
7.使用96孔磁力架，分离磁珠。使用200μL的TBST-II溶液，清洗3遍；
8.使用200μL的超纯水清洗1遍；
9.尽量去除残留的超纯水后，悬浮磁珠于15μL的超纯水中；
10.密封后，置于95℃条件下，孵育10min。分离磁珠后，上清即为第一步延伸 PCR的模板；
11.第一步延伸PCR扩增，其中PCR的程序如下：
Figure 3
Figure 2
每一抗体样本对应第一步延伸PCR体系的组成如下表2所示：
表2
组份 25μL体系 最终浓度
5X Q5reaction buffer 5μL 1X
上游引物(10μM) 1.25μL 0.5μM
下游引物(10μM) 1.25μL 0.5μM
dNTP(2.5mM) 2μL 200μM
Q5聚合酶((2U/μL) 0.25μL 0.02U/μL
模板 所有模板 <1000ng
其中，模板为第一步延伸PCR模板，即步骤10中获得的上清。每一孔中只能含有一种上游引物和一种下游引物。另外，在第二重Index相同，且无法实现物理隔离的前提下，上游引物、下游引物的某一既定组合只能用于一个PCR组成体系，即10个鼠单克隆抗体、对照，使用互不相同的上、下游引物组合；
第一步延伸PCR扩增时，使用的上游引物序列见表3：
表3
Figure BDA0001431180510000072
Figure BDA0001431180510000081
第一步延伸PCR扩增时，使用的下游引物序列见表4：
表4
Figure BDA0001431180510000082
12.将所有的扩增产物，使用2.5％的琼脂糖凝胶电泳，鉴定扩增条带的大小及纯度；
13.使用试剂盒TIANgel Midi Purification Kit，货号为DP209-03进行切胶纯化。最后获得的DNA片段溶于30μL超纯水中，即为第二步延伸PCR的模板；
14.第二步延伸PCR扩增，其中PCR的程序如下：
Figure 1
第二步延伸PCR体系的组成如下表5所示：
表5
组份 25μL体系 最终浓度
5X Q5reaction Buffer 5μL 1X
S502(10μM) 1.25μL 0.5μM
N701(10μM) 1.25μL 0.5μM
dNTP(2.5mM) 2μL 200μM
Q5聚合酶(2U/μL) 0.25μL 0.02U/μL
模板 5μL <1000ng
水 至25μL
其中S502和N701为Nextera XT Index Kit v2试剂盒中的一对引物；模板为步骤13 中纯化获得的PCR产物；
15.将所有的扩增产物，使用2.5％的琼脂糖凝胶电泳，鉴定扩增条带的大小及纯度；
16.使用试剂盒TIANgel Midi Purification Kit，货号为DP209-03进行切胶纯化。最后获得的DNA片段溶于30μL超纯水中，即为第二步延伸PCR纯化产物；
17.使用Nanodrop 2000测定第二步延伸PCR纯化产物的浓度；
18.根据测定的浓度，将所有第二步延伸PCR纯化产物混合，使得每一核酸样品在最终的混合样品中的浓度相同，即为高通量测序样品；
19.质检：吸取部分高通量测序样品，严格按照T载体试剂盒(宝生物(大连)有限公司，货号：6011)中的流程，插入T载体中。严格按照E.coli DH5α感受态的转化流程，将连接的T载体转化至E.coli DH5α，涂布于含有100μg/mL的氨苄青霉素的LB 固体培养基中。37℃，倒置，过夜培养。挑取单克隆进行Sanger测序，分析插入片段序列及结构与预期相符；
20.将制备的高通量测序样品进行高通量测序。使用Illumina NexSeq 500测序仪，采用2×150bp的测序模式；
21.根据引物S502和N701中Index序列信息，第一重Index，拆分不同样本对应的高通量测序数据，弃去不属于任何Index组合的测序数据；
22.采用标准密码子表，将高通量测序数据转换成对应的氨基酸序列。其中，从第9个氨基酸开始，连续12个氨基酸为噬菌体展示的多肽序列，弃去其中出现终止密码子的多肽序列；
23.采用如下公式计算不同样本中，不同多肽的富集倍数：
Figure BDA0001431180510000101
其中，f多肽X为给定抗体样本富集的所有多肽序列中，多肽X出现的频率(frequency)； F多肽X为空白对照非特异性结合的所有多肽序列中，多肽X出现的频率(Frequency)； S多肽X为多肽X被对应抗体的富集倍数(Signal)；
24.采用如下公式计算不同样本中的噪音：
Figure BDA0001431180510000102
其中，N为噪音(Noise),Smin为给定抗体所富集的多肽序列中，最小的富集倍数。
25.将噪音的3倍，设置为阈值。每一抗体样本中，富集倍数高于阈值的多肽，为对应抗体结合的多肽；
26.建立抗体-多肽对应关系表(见表6)。
表6抗体-多肽关系表
Figure BDA0001431180510000103
Figure BDA0001431180510000111
Figure BDA0001431180510000121
Figure BDA0001431180510000131
Figure BDA0001431180510000141
Figure BDA0001431180510000151
Figure BDA0001431180510000161
Figure BDA0001431180510000171
Figure BDA0001431180510000181
Figure BDA0001431180510000191
Figure BDA0001431180510000201
Figure BDA0001431180510000211
Figure BDA0001431180510000221
Figure BDA0001431180510000231
Figure BDA0001431180510000241
实施例2、建立抗体-基序关系
1.根据程序MEME对输入文件的要求，将抗体-多肽关系中，每一抗体对应的多肽序列输入，计算并输出抗体对应的8个基序、基序矩阵及其对应的E值，其中基序矩阵代表每种氨基酸残基在对应基序既定位置的贡献程度；基序矩阵计算采用的是一种公知的方式MEME。
2.以0.05为阈值，选择E值小于0.05的基序及对应的基序矩阵；
3.将所有抗体、E值及基序矩阵，整合，建立抗体-基序关系表(见表7和表8)。
表7抗体-基序关系表1
Figure BDA0001431180510000242
Figure BDA0001431180510000251
Figure BDA0001431180510000261
表8抗原与基序对应关系表2
Figure BDA0001431180510000262
Figure BDA0001431180510000271
Figure BDA0001431180510000281
实施例3、获得靶向蛋白质SPA的抗体
1.分别使用抗体-多肽关系表中的多肽序列，与抗原SPA对应的氨基酸序列SEQ IDNo.33(如图4所示)比对，发现抗体Ab048识别的一条多肽ASWGSPHNRTSH与抗原SPA中部分氨基酸序列完全相同，即刻获得针对抗原SPA的抗体Ab048；
2.使用10％浓度的分离胶，上样量为10μL，吸取蛋白质SPA 8μL，与2μL SDS-PAGE上样缓冲液，混匀后，95℃变性10min。上样量为10μL，同时添加5μL 的分子量标准，进行SDS-PAGE电泳。电泳条件为80V，30min；120V，90min；
3.使用醋酸纤维素膜。转膜条件为160mA，78min；(转膜缓冲液的配方见表9)
4.用5％脱脂奶粉的TBST-I(TBST-1缓冲液的组分见表8)，室温封闭1h，50rpm；
5.按照1:5000，使用TBST-I稀释抗体Ab048。4℃过夜孵育，50rpm。使用TBST-I 洗涤3次，每次5min；
6.按照1:10000，使用TBST-I稀释荧光800驴抗鼠抗体。室温孵育1h，50rpm。使用TBST-I洗涤3次，每次5min；
7.Odyssey扫描仪扫描，保存图片。结果见图2：抗原SPA的分子量约为100kD。荧光800驴抗鼠抗体通过抗体Ab048可结合于抗原SPA，表明抗体Ab048能够与抗原 SPA相互作用，即获得的抗体Ab048能够与抗原SPA相互作用。
表8
Figure BDA0001431180510000291
表9
Tris(sigma，T1503) 5.8g
甘氨酸(生工生物工程(上海)股份有限公司，A610235) 7.9g
甲醇 200mL
实施例4、获得靶向蛋白质UDP的抗体
1.分别使用抗体-多肽关系表中的多肽序列，与蛋白质UDP(UniProt ID：P12758)对应的氨基酸序列进行比对，没有发现多肽序列存在蛋白质UDP的氨基酸序列中；
2.分别使用抗体-基序关系表中的基序矩阵X，在蛋白质UDP氨基酸序列中，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第1个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在 20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块1与基序X的相似度；
3.随后，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第2个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块2与基序X的相似度；
4.以此类推，计算蛋白质UDP氨基酸序列中所有模块与基序X的相似度；
5.计算所有基序与蛋白质UDP所有模块的相似度：发现蛋白质UDP所有模块中模块158，其序列为SSDTFY与抗体Ab027对应的基序相似度为0.44(大于0.4)，即获得针对蛋白质UDP的抗体Ab027；
6.使用能够表达蛋白质UDP的大肠杆菌转化子，在37℃，使用0.5mM的诱导剂IPTG，诱导蛋白质UDP的表达；
7.在诱导蛋白质UDP表达的同时，另一组相同的大肠杆菌转化子不添加诱导剂作为对照；
8.诱导完成之后，测定培养液的OD600值，调整使得两组培养物的OD600值相同；
9.添加1/4体积的5倍上样缓冲液，混匀后95℃，孵育10min；
10.使用浓度为10％的分离胶，每一样品的上样量为10μL，同时添加5μL的分子量标准，进行SDS-PAGE电泳。电泳条件为80V，30min；120V，90min；
11.使用醋酸纤维素膜。转膜条件为160mA，78min；(转膜缓冲液的配方见表9)
12.用5％脱脂奶粉的TBST-I，室温封闭1h，50rpm；
13.按照1:1000，使用TBST-I稀释抗体Ab027。4℃过夜孵育，50rpm。使用TBST-I 洗涤3次，每次5min；
14.按照1:10000，使用TBST-I稀释荧光800驴抗鼠抗体。室温孵育1h，50rpm。使用TBST-I洗涤3次，每次5min；
15.Odyssey扫描仪扫描，保存图片。结果见图3：蛋白质UDP的分子量约为28kD，其中“-”泳道为未加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质UDP不能够表达；“+”泳道为添加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质UDP能够表达。图3中，两个泳道的最大差别为箭头所指位置对应的蛋白质，即蛋白质UDP。荧光800驴抗鼠抗体经抗体Ab027，可结合于蛋白质UDP，表明抗体Ab027能够与蛋白质UDP相互作用，即获得的抗体能够与蛋白质 UDP相互作用。
实施例5、获得靶向蛋白质YEGD的抗体
1.分别使用抗体-多肽关系表中的多肽序列，与蛋白质YEGD(UniProt ID：P36928)对应的氨基酸序列进行比对，没有发现多肽序列存在蛋白质YEGD的氨基酸序列中；
2.分别使用抗体-基序关系中的基序矩阵X，在蛋白质YEGD氨基酸序列中，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第1个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在 20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块1与基序X的相似度；
3.随后，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第2个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块2与基序X的相似度；
4.以此类推，计算蛋白质YEGD氨基酸序列中所有模块与基序X的相似度；
5.计算所有基序与蛋白质YEGD所有模块的相似度：发现蛋白质YEGD所有模块中模块91，其序列为SSLAQY与抗体Ab027对应的基序相似度为0.64(大于0.4)，即可获得针对蛋白质YEGD的抗体Ab027；
6.使用实施例4中的流程，验证蛋白质YEGD与抗体Ab027间的相互作用。结果见图5：蛋白质YEGD的分子量约为50kD，其中“-”泳道为未加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质YEGD不能够表达；“+”泳道为添加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质YEGD能够表达。图5中，两个泳道的最大差别为箭头所指位置对应的蛋白质，即蛋白质YEGD。荧光800驴抗鼠抗体经抗体Ab027，可结合于蛋白质YEGD，表明抗体Ab027能够与蛋白质YEGD相互作用，即获得的抗体能够与蛋白质YEGD相互作用。
实施例6、获得靶向蛋白质YBDM的抗体
1.分别使用抗体-多肽关系表中的多肽序列，与蛋白质YBDM(UniProt ID：P77174)对应的氨基酸序列进行比对，没有发现多肽序列存在蛋白质YBDM的氨基酸序列中；
2.分别使用抗体-基序关系中的基序矩阵X，在蛋白质YBDM氨基酸序列中，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第1个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在 20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块1与基序X的相似度；
3.随后，以连续L基序X个残基为模块，从氨基端第2个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20×L基序X的基序矩阵X中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块2与基序X的相似度；
4.以此类推，计算蛋白质YBDM氨基酸序列中所有模块与基序X的相似度；
5.计算所有基序与蛋白质YBDM所有模块的相似度：发现蛋白质YBDM所有模块中模块111，其序列为GKGSS与抗体Ab025对应的基序相似度为0.75(大于0.4)，即可获得针对蛋白质YBDM的抗体Ab025；
6.使用实施例4中的流程，验证蛋白质YBDM与抗体Ab025间的相互作用。结果见图6：蛋白质YBDM的分子量约为22.85kD，其中“-”泳道为未加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质YBDM不能够表达；“+”泳道为添加诱导剂的大肠杆菌，即蛋白质YBDM 能够表达。图6中，两个泳道的最大差别为箭头所指位置对应的蛋白质，即蛋白质YBDM。荧光800驴抗鼠抗体经抗体Ab025，可结合于蛋白质YBDM，表明抗体Ab025能够与蛋白质YBDM相互作用，即获得的抗体能够与蛋白质YBDM相互作用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
序列表
<110> 上海交通大学
<120> 一种快速获得抗原特异性抗体的方法
<130> DAG32319
<160> 33
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 65
<212> DNA
<213> artificial sequence
<220>

Claims (4)

1.一种快速获得抗原特异性抗体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、建立抗体与多肽、基序的对应关系；
B、通过搜索抗体与多肽的对应关系，查找与目标蛋白质氨基酸序列一致的多肽，其对应的抗体即为抗原特异性抗体；或
计算所述抗体与基序的对应关系中，每一抗体的所有基序与目标蛋白质所有模块的相似度，取其中相似度值大于0.4所对应的基序，其对应的抗体即为抗原特异性抗体；
步骤A中，所述抗体与多肽的对应关系的建立方法包括以下步骤：
通过免疫沉淀法，从噬菌体展示多肽文库中，富集能够与抗体样本相互作用的噬菌体，采用高通量测序技术，分别计算所有抗体样本中，每一多肽的富集倍数、所有抗体样本的噪音，去除不能与对应抗体样本相互作用的多肽序列，从而获得抗体样本识别的多肽序列，即得抗体与多肽的对应关系；
所述不能与对应抗体样本相互作用的多肽序列的去除方法为：
通过以下公式(1)和(2)计算每一多肽的富集倍数、抗体样本的噪音，将每一抗体样本中，噪音的3倍设为阈值，每一抗体样本中，富集倍数高于阈值的多肽，为对应抗体样本结合的多肽；否则为不能与对应抗体样本结合的多肽，应去除；
Figure FDA0003290311790000011
其中，f多肽X为给定抗体样本富集的所有多肽序列中，多肽X出现的频率；F多肽X为空白对照非特异性结合的所有多肽序列中，多肽X出现的频率；S多肽X为多肽X被对应抗体样本的富集倍数；
Figure FDA0003290311790000012
其中，N为噪音，Smin为给定抗体样本所富集的多肽序列中，最小的富集倍数；
所述采用高通量测序技术时，采用两步PCR法构建高通量测序文库；所述构建高通量测序文库时采用双重Index标记方法；
在第一步延伸PCR时添加第一重Index，在第二步延伸PCR时添加第二重Index；根据Index的组合，拆分不同抗体样本对应的高通量测序数据，并弃去不属于任何Index组合的测序数据；
步骤A中，所述抗体与基序的对应关系的建立方法还包括以下步骤：
将抗体与多肽的对应关系中，每一抗体对应的多个多肽序列通过MEME程序计算得出抗体对应的基序、基序矩阵及E值；以0.05为阈值，选择E值小于0.05的基序及其对应的矩阵，即获得抗体与基序的对应关系；
步骤B中，所述基序与目标蛋白质所有模块的相似度的计算方法为：
S1、使用抗体与基序对应关系中的基序矩阵，在目标蛋白质氨基酸序列中，以连续L基序个残基为模块，从氨基端第1个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20×L基序的基序矩阵中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块1与基序的相似度；
S2、以连续L基序个残基为模块，从氨基端第2个氨基酸开始，检索每一既定位置既定氨基酸在20×L基序的基序矩阵中的贡献程度，并求和、计算平均值，即为模块2与基序的相似度；
S3、以此类推，计算目标蛋白质氨基酸序列中所有模块与基序的相似度。
2.根据权利要求1所述的快速获得抗原特异性抗体的方法，其特征在于，步骤A中，还包括将高通量测序数据采用标准密码子表转换成对应的氨基酸序列的步骤，如某个多肽序列中出现终止密码子，则丢弃该序列。
3.根据权利要求1所述的快速获得抗原特异性抗体的方法，其特征在于，所述噬菌体展示多肽文库，其多肽长度为7～100个氨基酸残基。
4.根据权利要求1所述的快速获得抗原特异性抗体的方法，其特征在于，所述抗体样本具有可再生性。
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