[发明专利]一种IgG抗体亲和的小分子肽及其应用

说明书

本发明涉及一种IgG抗体亲和的小分子肽，所述肽的通式为：FYX₁X₂X₃X₄其中，F为苯丙氨酸，Y为酪氨酸，X₁为组氨酸、谷氨酸或苯丙氨酸，X₂为异亮氨酸、亮氨酸或蛋氨酸，X₃为谷氨酸、亮氨酸或甘氨酸，X₄为脯氨酸、苯丙氨酸或组氨酸。该小分子肽所衍生的亲和介质，不仅可以用于分离纯化，还可以用于药物偶联和血液透析。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及蛋白分离纯化领域，具体涉及一种小分子肽，特别涉及一种IgG抗体亲和的小分子肽及其应用。

背景技术

单克隆抗体药物(简称单抗)广泛用于疾病诊断、预防和治疗，是全球医药行业增长最迅猛的市场。目前，单抗药物制备的上游技术平台目前日趋成熟，表达水平已达到5g/L或更高的水平，培养规模已达到1-2万升的规模。与之相比，单抗的下游分离纯化技术渐成瓶颈，目前单抗下游纯化成本已占总生产成本的45％到70％，抗体药物开发约60％的资金投入在下游纯化工艺的建立。目前单抗下游分离纯化最广泛使用的是Protein A亲和介质。

Protein A是从自然界生物体内自有的生物分子亲和体系发展而来的蛋白配基，能选择性识别IgG分子的Fc片段上的一致性结合位点，对大部分IgG分子有很高的亲和力。尽管Protein A是与抗体亲和性最好的一种蛋白类配基，但作为蛋白类配基仍存在洗脱条件苛刻、成本高(配基高约1000$/g，介质高约20000$/L)、寿命短和配基易脱落造成免疫毒性等固有缺陷，是目前造成各类单抗药物纯化介质用量大、纯化周期长、纯化成本高居不下局面的主要原因。发展新型的高品质抗体亲和配基已成为单抗药物工业亟待突破的重点工程技术。

合成配基兼具蛋白的亲和性和生化稳定性，是研究者们试图取代Protein A的主要思路。合成配基的搜索策略通常为以下两类：(一)从蛋白亲和层析中通用的亲和配基中搜索。如组氨酸配基在中性溶液中通过疏水作用和氢键结合IgG(Colloids SurfPhysicochem Eng Aspects,2007,301(1):490-497.)，但亲和力和选择性远逊于ProteinA；如以特异性结合糖分子的半刀豆球蛋白A为配基的亲和介质对IgG的吸附容量可高达57.3mg IgG/g介质(J Appl Polym Sci,2005,97(3):1202-1208)，但同时吸附少量白蛋白和纤维蛋白原导致IgG纯度仅82.5％。通用型配基没有针对抗体蛋白的特异性结构，选择性较Protein A差，几乎没有在抗体工业得到推广。(二)从与Protein A结合区域接近的仿生小肽配基序列中搜索。例如以IgG的Fc片段为受体进行分子对接筛选得到新的小肽类似物配基N-benzyloxycarbonyl-L-tyrosine(Biomed Chromatogr,2006,1115(2):1109-1115)。国内外研究者如天津大学孙彦、浙江大学姚善泾、林东强等也在此方面进行了大量的开拓性设计和优化(J Phys Chem B,2011,115(14),4168-4176；J Phys Chem B,2012,116(4),1393-400)。如，利用分子动力学模拟发现吡啶环可能是与抗体Fc段的结合的关键基团；基于对抗体与配基protein A中参与结合的关键氨基酸残基的原子水平认知，促生了大批抗体纯化的Protein A改进系列配基。一些商业公司也基于Protein A上少数关键残基(Phe132和Tyr133)设计了仿生亲和配基(A2P，A2P)用于纯化IgG(J Chromatogr A,2006,1122(2):144-152)。

分子模拟平台为原子水平设计开发新型配基提供了很好的范例，但以分子结构热力学数据为计算基础的分子模拟，局限在于计算与实验的巨大差距，无法提供真实的亲和力结合常数信息，筛选到真正与目标蛋白亲和的靶点必须经过最终的亲和实验确认。目前发现的多肽配基存在或者肽链太长因而免疫原性高或者选择性差、载量低等缺点，使得迄今为止并没有小肽配基被投入市场，因此仍需设计出价格更为低廉、结构更为简单的小分子小肽配基。