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Lexikon der Biologie: single-chain antigen-binding proteins

single-chain antigen-binding proteins, Abk. scab-Proteine, single-chain antibody variable regions, single-chain fragments variable, Abk. scFv, rekombinante Protein-Konstrukte mit Antigen-Bindungsfähigkeit, bestehend aus jeweils einer variablen Region der leichten (L-Ketten) und der schweren Kette (H-Ketten) eines Antikörpers, die durch ein Verbindungs-Peptid verknüpft sind. Letzteres (15–25 Aminosäuren) muß so gewählt sein, daß ein scab-Protein dieselbe dreidimensionale Struktur der variablen Regionen und der Antigen-Bindungsstelle (hypervariable Region) wie im zugehörigen Immunglobulin aufweist. Die Synthese von scab-Proteinen kann durch Expression rekombinanter Gene (rekombinante DNA) in Escherichia coli oder anderen Expressionssystemen erfolgen. Diese Gene bestehen aus einem Promotor (z.B. Lac [Lactose-Operon] oder T7 [T7-Promotoren]), den cDNAs für die variablen leichten (VL) und schweren (VH) Ketten des Immunglobulins und der Verbindungssequenz. Die synthetisierten rekombinanten Proteine werden je nach Expressionssystem entweder intrazellulär akkumuliert oder, was günstiger ist, sekretiert. Die Bindespezifitäten der scab-Proteine sind identisch mit denen der Immunglobuline oder Fab-Fragmente, von denen sie abgeleitet sind. Die Affinität ist meist jedoch um einen Faktor 1–10 niedriger. Die beiden möglichen scab-Protein-Versionen ( vgl. Abb. ) verhalten sich hierbei gleichartig. Scab-Proteine zeigen aufgrund ihrer geringen Größe (relative Molekülmasse etwa 26.000) gegenüber Antikörpern oder Fab-Fragmenten verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Stabilität und Gewebsgängigkeit. Dies ist besonders bei der Tumordiagnose und –therapie (Krebs) von Bedeutung. Auch die Konstruktion von Genen für Immuntoxine ist durch Koppelung der Toxin-codierenden Sequenz an das 3'-Ende des scab-Protein-Gens möglich. Weitere potentielle Einsatzgebiete sind die in-vitro-Diagnose (z.B. durch Koppelung von Enzymen an scab-Proteine), Biosensoren, katalytische scab-Proteine (katalytische Antikörper, Abzyme) und Reinigungsmethoden für spezifische Moleküle. bifunktionale Antikörper, Fv-Einzelkette, Phagen-Display-Bibliothek, rekombinante Antikörper.



single-chain antigen-binding proteins

aModell eines Antikörper-Moleküls (Immunglobulin; CL, CH: leichte bzw. schwere konstante Regionen des Immunglobulins; VL, VH: leichte bzw. schwere variable Regionen des Immunglobulins; NH2, COOH: Amino- bzw. Carboxylende der Proteinketten). b, c Die beiden möglichen scab-Proteine, bestehend aus VH- und VL-Kette und dem Verbindungspeptid (VP). Die zugehörigen DNA-Sequenzen lauten: Promotor-VL-VP-VH (b) bzw. Promotor-VH-VP-VL (c).

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