抗体101:多克隆抗体

作者:Aliyah Weinstein

当你在寻找一种抗体用于下一次实验时,你可能会注意到有很多选择。在本文中,我们将介绍多克隆抗体,它是可用的许多不同类型的抗体之一(您将遇到的其他抗体包括单克隆重组抗体).最后,你将更好地了解是什么使多克隆抗体独一无二,以及你应该选择它们进行哪些实验。

多克隆抗体是如何产生的

多克隆抗体是许多识别相同蛋白质的抗体的异质混合物。在免疫系统中,抗体是由B细胞产生的。每个B细胞产生的抗体都能识别目标蛋白的相同区域或表位。这些抗体也是一样的同型. 但总的来说,免疫系统中的所有B细胞克隆都会产生不同类型的抗体,识别目标蛋白的许多不同表位。单克隆抗体的生产始于仅选择其中一个B细胞克隆进行进一步抗体生产,而多克隆抗体包括免疫反应期间产生的任何抗体。

多克隆抗体生产步骤示意图。
多克隆抗体是通过向动物注射免疫原产生的,然后在几周后从其血清中分离和纯化产生的抗体。创建biorender.com。

为了产生多克隆抗体,向动物(如兔子或山羊)注射免疫原。这可能是你想要产生抗体的全长蛋白质,或者是从该蛋白质衍生的独特肽序列。同时,注射佐剂,如KLH或弗氏佐剂,刺激整体免疫反应。大约一个月后,一旦初始抗体反应开始减弱,每2-3周对动物进行额外的增强免疫,以提高抗体滴度。每次免疫后检测滴度,直到达到所需的抗体水平-通常在2-4个月内。

当动物的血液中有了所需水平的抗体后,抗体首先通过从免疫动物的血液中提取。红细胞和血清被分离,含有抗体的血清被进一步处理以分离抗体。最常见的是,IgG同型抗体用于研究目的。

从血清中分离多克隆抗体

从血清中分离抗体有几种不同的方法。

蛋白A/G纯化

蛋白A或蛋白G纯化是一种常用的方法。这些蛋白质结合IgG重链。在与蛋白质a/G交联的树脂柱上运行血清将结合血清中存在的IgG抗体,无论是否特异于免疫原,而任何其他蛋白质都会通过。然而,蛋白A和蛋白G对不同动物的IgG亚型具有不同的亲和力所以选择适合你的物种的试剂是很重要的。

亲和纯化

只有高达5%的动物产生的IgG抗体对免疫原具有特异性。可以执行不同类型的纯化来分离仅识别感兴趣蛋白质的抗体:亲和纯化抗体通过其结合目标抗原的能力从血清中分离。在这种情况下,血清在含有目标蛋白的柱上运行,识别目标蛋白的任何抗体保持与柱结合,而其余的蛋白则被洗脱。然后,抗体从柱和目标蛋白中分离。

Pre-adsorption

最后,可预吸附多克隆抗体以去除可能与另一物种的抗体发生交叉反应的抗体。预吸附多克隆抗体是为实验设计的,实验中存在几种不同种类的抗体。一个常见的例子是在需要多个抗体的实验中使用预吸附二级抗体(识别其他抗体),每个抗体检测不同的抗原。

为了预吸附抗体,将其通过含有来自其他物种的固定化血清蛋白的柱。与血清蛋白不发生交叉反应的抗体通过色谱柱,形成一个多克隆抗体群体,该群体富含识别目标蛋白的抗体,不会因交叉反应而产生高背景。

何时使用多克隆抗体

多克隆抗体的一个优点是价格低廉。与其他抗体格式相比,它们的短生产时间和批量纯化步骤使成本较低。这种低的进入障碍使多克隆抗体成为许多实验室常用的试剂。

由于多克隆抗体能够识别靶蛋白的许多不同的表位,因此对靶蛋白具有很高的敏感性。虽然这可以增加背景染色(见下一节),但如果你试图检测低丰度或构象状态可能改变的蛋白质,这可能是有利的。如果你的蛋白质在实验过程中可能会发生轻微的变性,使用多克隆抗体可以增加其中一个克隆仍然识别你的蛋白质的可能性。出于同样的原因,它们在试验中也很有用,因为交联(ChIP)或固定(IHC)可能会掩盖蛋白质的某些区域。

因为他们的敏感度增加了,多克隆抗体在某些研究应用中特别有用.许多二抗是多克隆的,因为它们的功能是放大一抗的信号;多克隆抗体结合目标蛋白的许多表位的能力,从而大大增加信号放大。

何时远离多克隆抗体

关于多克隆抗体最普遍的问题是它们批次间的可变性。一旦动物经历了终末期出血以获得所有血清,就没有更多的确切的多克隆抗体成分了。如果你的实验需要大量的抗体,你应该订购几瓶相同批次的多克隆抗体,或者选择单克隆抗体或重组抗体。否则,你可能会经历染色强度和背景噪声的变化。如果你使用不同批次的多克隆抗体,你会希望在整个实验中使用相同的阳性对照,以了解信号强度。

一般来说,多克隆抗体产生的背景噪声水平高于单克隆重组抗体.这是因为多克隆抗体群体识别许多不同的表位,增加了与其他蛋白质交叉反应的可能性。与任何实验一样,当使用多克隆抗体时,你要确保选择适当的对照,以确保你看到的染色是真实的。重要的是要包括阴性对照,使用产生多克隆抗体的同一物种的血清,或多克隆同型对照,以说明非特异性结合。

现在您已经了解了为您的实验选择多克隆抗体的利弊,以及它们如何与其他抗体选择进行比较,您已经为下一次成功的实验做好了准备!

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参考资料和资源

参考文献

Ascoli CA,Aggeler B(2018)忽略了使用多克隆抗体的好处。生物技术65:127–136。https://doi.org/10.2144/btn-2018-0065

Fishman JB,Berg EA(2019)抗体纯化和储存。2019年冷泉哈勃协议:pdb.top099101。https://doi.org/10.1101/pdb.top099101

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