Screening and Identification of Antibodies Targeted for Peroxiredoxin Ⅱ and rat Sulfiredoxin From a Synthetic Library

Abstract

Phage display는 목적 항원이나 펩타이드에 특이적으로 결합하는 항체를 개발하는 데 매우 강력하고 유용한 기술로 성장하고 있다. 박테리오파지 표면에 발현된 항체들의 라이브러리에서 원하는 항체를 선별하는 작업은, 실험 동물에 항원을 주사하여 3개월 경과 후 항체를 얻어내는 작업보다 시간적으로 훨씬 효율적이므로, 연구를 전반적으로 수월하게 해준다. 항체 결합부를 사람이 직접 만든 합성 항체 라이브러리는, 원하는 종류의 항체를 더욱 다양화함으로써 phage display 기술을 더욱 강화시킬 수 있다. 과거의 연구 결과에 따르면 퍼옥시레독신이나 설피레독신 효소는 호흡에 따른 체내 부산물인 과산화수소를 제거하는 중요한 역할을 담당하고 있음에도 불구하고, 인간 퍼옥시레독신Ⅱ 단백질이나 쥐 설피레독신 단백질에 대한 면역 침강용 항체는 아직 없다. 따라서 이번 실험에서 7.6 x 10^(9) 의 다양성을 지닌 인간 합성 항체 라이브러리에서 인간 퍼옥시레독신Ⅱ 및 쥐 설피레독신에 대한 항체를 분리해내었다. 본 연구에 사용된 라이브러리는, 상보성결정지역 (complementarity determining region, CDR) 의 일부 또는 전체 코돈을 무작위적으로 골격에 접목시켜 scFv 형태로 만들어, 기능적 다양성을 갖게 했다. 퍼옥시레독신Ⅱ과 쥐 설피레독신 단백질에 대한 몇 개의 항체를 선별하고, 효소면역측정, 면역탁본, 면역침강을 이용하여 항원 인지 능력을 시험했다. 이렇게 항체의 성격을 구체적으로 알면 앞으로의 실험에 유용하게 쓰일 수 있는 것은 물론이고, 궁극적으로 인트라바디 (intrabody) 도 형성할 수 있게 되므로 세포 내 신호 전달 체계를 연구하는데 활용할 수도 있다. 합성 항체 라이브러리에서 항체를 선별하고 그 성질을 규명하는 이러한 연구는 생물학 연구 및 임상 연구에 있어서도 상당한 도움을 줄 수 있을 것이다.;Phage display has become a very powerful and effective tool for the discovery of target-specific antibodies and peptides. Screening antibodies from a naive library displayed on the coat of bacteriophage is particularly advantageous in saving immunization time of the research animals which takes up to 3 months, and greatly facilitates the antibody discovery process and the subsequent downstream research. Synthetic library which contains wholly man-made antigen-binding sites can further potentiate this technique by virtue of providing a great diversity in antibody repertoire. According to previous experiments, there is no well characterized human peroxiredoxin Ⅱ (PrxⅡ) antibodies for immunoprecipitation nor for rat Sulfiredoxin (rSrx) yet. Here we report the isolation of antibodies specific for PrxⅡ and rSrx from a large (7.6 x 10^(9)) synthetic human antibody library. In this library, complementarity determining regions (CDRs) with partial or full codon randomization were grafted into a single scaffold in scFv format, which was further optimized for the maximum functional diversity. Several antibody clones for each target antigen were chosen from this library, and tested for their ability to recognize their targets in ELISA, immunoblot, and immunoprecipitation experiments. By characterizing these antibodies, we can ultimately generate intrabodies to be used as tools for studying signaling pathways inside the cell. We could conclude from this study that screening and identifying antibodies from the synthetic library will provide broad applications in biological and clinical research.