• 대한방사성의약품학회지
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• 제6권1호
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• pp.39-45
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• 2020

Recently, single-domain antibodies (sdAb) are bioengineered for molecular imaging applications. Single-domain antibody, obtained from naturally occurring antibodies in camelid species and cartilaginous fish is the smallest fully functional antigen-binding antibody fragments of heavy-chain. Since their discovery, they have been investigated extensively in clinical therapeutics, monitoring and diagnostics. Their small size is important advantage for high solubility, high stability, fast blood clearance and rapid targeting. This review article summarizes the recent status of this new antibody to visualize, diagnose or inhibit specific targets of cancer.

• BMB Reports
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• 제30권3호
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• pp.177-181
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• 1997

We constructed a single-chain immunoglobulin in which the carboxyl end of the heavy chain variable domain is covalently joined to the amino terminus of the light chain variable domain via peptide linker and the carboxyl end of the light chain variable domain is linked to human ${\gamma}1$ Fc region through the hinge region. The molecule was expressed in Chinese hamster ovary cells, assembled into a dimeric molecule and secreted into the culture medium. The dimeric molecule (2E11) was purified from the culture supernatant by affinity chromatography on Protein G-Sepharose column. The size of the unreduced or reduced protein was the expected molecular weight of approximately 120 or 60 kDa, respectively, as assessed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The antigen-binding affinity of 2E11 was almost the same as that of a native antibody counterpart (CS131A), suggesting that the single-chain immunoglobulin may function like a native antibody.

• Journal of Veterinary Science
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• 제22권4호
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• pp.45.1-45.13
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• 2021

Background: Peste des petits ruminants (PPR) is an infectious disease caused by the peste des petits ruminants virus (PPRV) that mainly produces respiratory symptoms in affected animals, resulting in great losses in the world's agriculture industry every year. Single-domain variable heavy chain (VHH) antibody fragments, also referred to as nanobodies, have high expression yields and other advantages including ease of purification and high solubility. Objectives: The purpose of this study is to obtain a single-domain antibody with good reactivity and high specificity against PPRV. Methods: A VHH cDNA library was established by immunizing camels with PPRV vaccine, and the capacity and diversity of the library were examined. Four PPRV VHHs were selected, and the biological activity and antigen-binding capacity of the four VHHs were identified by western blot, indirect immunofluorescence, and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) analyses. ELISA was used to identify whether the four VHHs were specific for PPRV, and VHH neutralization tests were carried out. ELISA and western blot analyses were used to identify which PPRV protein was targeted by VHH2. Results: The PPRV cDNA library was constructed successfully. The library capacity was greater than 2.0 × 10⁶ cfu/mL, and the inserted fragment size was approximately 400 bp to 2000 bp. The average length of the cDNA library fragment was about 1000 bp, and the recombination rate was approximately 100%. Four single-domain antibody sequences were selected, and proteins expressed in the supernatant were obtained. The four VHHs were shown to have biological activity, close affinity to PPRV, and no cross-reaction with common sheep diseases. All four VHHs had neutralization activity, and VHH2 was specific to the PPRV M protein. Conclusions: The results of this preliminary research of PPRV VHHs showed that four screened VHH antibodies could be useful in future applications. This study provided new materials for inclusion in PPRV research.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.1012-1020
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• 2020

생쥐의 가변부위가 인간의 정상부위에 연결되어 제조된 바이오시밀러 자연항체치료제인 레미케이드는 암괴사인자-알파(TNF-α)에 특이적인 항체로써 카이메릭 단일클론항체이며 류마티스 관절염치료를 위해 개발되었다. 바이오시밀러 레미케이드 항체의 생물학적 기능을 연구하기 위해 우리는 단백질 데이터 은행을 이용한 생물정보학 분석을 수행하여 레미케이드 자연항체와 암괴사인자-알파 항원간의 결합기작특징을 분석하였다. 자연항체를 생산하는 세포의 유전적 불안정성 때문에 레미케이드 항체생산이 제한되므로 우리는 중 사슬 가변부위를 다중펩타이드 링커에 의해 경 사슬 가변부위에 연결된 레미케이드 ScFv항체(Remicade)를 제조하였다. 더욱이 더 높은 생산과 더 높은 항원결합력을 위해 레미케이드 ScFv를 leucine zipper에 융합시켰다. Remicade와 RemicadeScZip ScFv는 대장균에서 발현되었고 Ni⁺-NTA-아가로스 컬럼으로 정제하였다. 정제된 단백질들은 예상한대로 sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide electrophoresis에서 28.80 kDa과 33.96 kDa을 나타내었다. Remicade는 ELISA, western blot에서 TNF-α 항원에 대한 결합력이 관찰되지 않았으나 RemicadeScZip은 항원결합력을 나타내었다. 추가적인 BLI분석으로 RemicadeScZip의 TNF-α 항원에 대한 결합력을 재확인시켜주었으며 이 결과는 Leucine zipper가 레미케이드 ScFv의 접힘을 안정화시키고 TNF-α 항원에 대한 결합력을 개선시켰음을 제시해주고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권5호
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• pp.529-535
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• 2011

Single-chain variable fragment (scFv) is a fusion protein of the variable regions of the heavy (VH) and light (VL) chains of immunoglobulin, connected with a short linker peptide of 10 to about 20 amino acids. In this study, the scFv of a monoclonal antibody against the third domain of human CD4 was cloned from OKT4 hybridoma cells using the phage display technique and produced in E. coli. The expression, production, and purification of anti-CD4 scFv were tested using SDS-PAGE and Western blot, and the specificity of anti-CD4 scFv was examined using ELISA. A 31 kDa recombinant anti-CD4 scFv was expressed and produced in bacteria, which was confirmed by SDS-PAGE and Western blot assays. Sequence analysis proved the ScFv structure of the construct. It was able to bind to CD4 in quality ELISA assay. The canonical structure of anti-CD4 scFv antibody was obtained using the SWISS_MODEL bioinformatics tool for comparing with the scFv general structure. To the best of our knowledge, this is the first report for generating scFv against human CD4 antigen. Engineered anti-CD4 scFv could be used in immunological studies, including fluorochrome conjugation, bispecific antibody production, bifunctional protein synthesis, and other genetic engineering manipulations. Since the binding site of our product is domain 3 (D3) of the CD4 molecule and different from the CD4 immunological main domain, including D1 and D2, further studies are needed to evaluate the anti-CD4 scFv potential for diagnostic and therapeutic applications.

• 미생물학회지
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• 제51권2호
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• pp.115-125
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• 2015

단일클론항체 AP64 IgM은 인간의 급성 비임파성 골수암(ANLL) 세포주 HL60에 결합하며 쥐의 ANLL 세포에도 교차결합(cross-react)한다. 또한 complement에 의해 매개되어지면 골수암 억제효과를 나타낸다. 본 연구에서는 RT-PCR에 의해 AP64 IgM을 분비하는 하이브리도마의 $V_H$ 및 $V_L$ cDNA로부터 유래된 재조합 single-chain variable domain fragment (ScFv)를 제조하였다. $V_H$ 및 $V_L$은 15개 아미노산으로 구성된 linker $(G_4S)_3$으로 연결되었다. 재조합 ScFv는 Escherichia coli BMH 71-18에서 single polypeptide chain으로 발현되었다. Periplasmic extract를 $Ni^+$-NTA-agarose affinity column에 가하여 발현된 재조합 ScFv를 정제하였으며 westernblot으로 정제된 단백질을 탐지하였다. 정제된 재조합 ScFv는 AP64 IgM 모항체가 탐지하는 항원과 같은 HL60 세포의 표면항원(약 30 kDa)을 인지하였다. 그러나 HL60의 표면항원에 대한 ScFv의 결합력은 AP64 IgM 모항체보다 낮아서 추후 이에 대한 개선이 필요하다. 종합하여 볼 때 HL60 세포주에 특이적인 재조합 ScFv는 진단 또는 치료목적으로 유용한 생물학적 제재가 될 수 있을 것이다.

• 대한의생명과학회지
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• 제10권3호
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• pp.211-217
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• 2004

For discrimination of ductal and ascinar cells, we isolated a single-chain variable domain fragment (scFv) antibody against ductal cells of salivary gland using phage display technique. From the spleen of a mouse immunized with ductal cell lysate, total RNA was prepared and used as a template for cDNA synthesis of antibody genes. The scFv genes were constructed with variable domain genes of heavy and light chain and were introduced into pCANTAB5E to construct phage scFv library. The phage particles specific for acinar cells were screened by subtraction using immunotubes coated with acinar and ductal cell lysate and enzyme-linked immunoabsorbance assay (ELISA). The characteristics of the scFv were determined by immunohistochemistry (IHC) and the result indicated that the isolated scFv has the specificity against ductal cells of salivary glands and tubules of kidney. And the scFv has an unique binding activity specific for Hashimoto's thyroiditis. The nucleotide sequence of isolated scFv gene was determined and revealed that V/sub H/ belongs to the mouse H-chain family subgroup IB and V/sub L/ to the mouse L-chain family subgroup III.

• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.10-17
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• 2016

항체의 특이적 결합을 분석하는 효소면역분석법은 항원의 탐지를 위해 주로 horseradish peroxidase (HRP) 또는 alkaline phosphatase (AP) 등의 효소를 사용한다. 이때 효소를 주로 화학적으로 항체에 결합시켜 사용하게 되는데 이 과정이 복잡하며 불규칙하게 일어나서 항체 및 효소의 기능을 감소시키게 된다. 또한 대부분의 효소면역분석법에서는 주로 일차 항체의 항원결합을 탐지하기위해 이차 항체를 사용하는데, 즉 이차 항체에 결합한 효소의 기질발색에 의해 일차 항체의 항원결합을 탐지하므로 이차 항체가 요구 되어질 뿐만 아니라 이차 항체의 일차 항체에 대한 반응을 위한 부가적인 배양시간이 필요하다. 더욱 더 중요한 것은 이차 항체만의 비특이적 항원 결합 역시 제거되어져야 한다. 본 연구에서는 대장균의 genomic DNA로부터 PCR을 통해 alkaline phosphatase 유전자(Sadeghi et al., 2008)를 증폭 분리한 다음 이를 TRAIL (tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand) receptor인 death receptor 4 (DR4)에 특이적으로 결합하는 hAY4 single-chain Fv (ScFv)에 융합시킨 재조합 ScFv-AP 형태로 대장균에서 발현시켜 정제하였다. 정제된 hAY4 ScFv-AP는 SDS-PAGE에서 단량체(monomer) 분자량인 73.8 kDa을 나타내었다. 그러나 size-exclusion chromatography(SEC)에서는 147.6 kDa을 나타내는 결과를 통해 hAY4 ScFv-AP는 AP의 자연적인 비공유결합에 의해 이량체(dimeric form)형성이 유도되어짐을 확인하였다. 또한 ELISA, Western blot 그리고 immunocytochemistry에서 이차 항체 없이 일차 항체 hAY4 ScFv에 직접 융합된 AP의 기질발색에 의해 ScFv 일차 항체의 특이적 항원결합을 나타내었다. 요약하면 hAY4 ScFv와 대장균의 alkaline phosphatase 유전자를 융합시켜 대장균에서 수용성 형태로 성공적으로 정제하였으며 정제된 ScFv-AP 융합단백질은 ELISA, Western blot 및 immunocytochemistry에서 항원결합력을 나타냈으며 또한 구매에 따른 고비용, 부가적인 배양시간 및 비특이적 결합에 의한 오류 등의 문제점을 갖는 이차 항체를 사용하지 않고 직접적인 항원결합력을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.295-301
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• 2017

보툴리눔 신경독소는 콜린성 신경말단(부)을 선택적으로 공격하여 신경마비를 일으키는 신경독소로서, 그람양성을 띠고 내성포자를 형성하는 절대혐기성 세균인 보툴리눔 균(Clostridium botulinum)이 만들어낸다. 이 중 보툴리눔 A형 독소(BoNT/A)는 음식물과 물을 오염시킬 수 있으며 생물 무기나 생물 협박물질로 사용될 수도 있다. 이 때문에 독성을 탐지할 수 있는 예민한 분석방법과 중독을 치료할 수 있는 효능 있는 항독소를 개발해낼 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 BoNT/A를 중화할 수 있는 단일클론 항체(mAb)를 생산하기 위하여 BoNT/A로 면역된 토끼의 항혈청에서 유래한 scFv 라이브러리를 인간 IgG와 융합시켰다. 그렇게 재조합된 scFvIgG 항체 단백질을 안정된 세포주에서 발현시켰고 항체 친화 크로마토그래피를 사용하여 scFvIgG mAb 단백질을 정제하였다. ELISA로 정제된 scFvIgG mAb 단백질의 효율성을 확인하였고, in vivo 실험으로 BoNT/A에 대한 중화능을 시험하였다. 독성 중화능 실험은 마우스를 사용하여 수행하였는데, 그 결과 scFvIgG 항체(10 ug)는 BoNT/A(100,000 $LD_{50}$)의 독성이 주입된 마우스를 완전히 방어하지는 못하지만 마우스의 생존 기간을 현격하게 연장시키는 것이 확인되었다. 이러한 결과들은 이 scFvIgG mAb가 BoNT/A를 중화하는 효능을 가지고 있다는 점을 제시한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권5호
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• pp.1101-1106
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• 2009

Multivalent and multi-specific antibodies can provide valuable tools for bio-medical research, diagnosis and therapy. In antigen-antibody interactions, the avidity of antibodies depends on the affinity and the number of binding sites.$^1$ As artificial multivalent antibody agents, single chain Fv-streptavidin fusion tetramer proteins $(scFv-SA)_4$ have been previously tested.$^{1,\;2}$ Although, the Fab domain is known to be more stable than scFv in animal models,$^{3,\;4}$ it has never been used to make a multivalent agent with a streptavidin fusion. In this study, we prepared tetra-valent $(Fab-cSA)_4$ by fusing Fab with core streptavidin (cSA). This molecule was made using inclusion body production, refolding and chromatography purification. Affinities of the Fab-cSA tetramer and a scFv-cSA tetramer to a cell surface antigen were compared by ELISA using biotin-HRP. The Fab-cSA tetramer showed higher binding avidity than the scFv-cSA tetramer. The higher binding avidity of the Fab-cSA tetramer demonstrates its potential as a therapeutic agent for target-specific antibody therapy.