Refine
Year of publication
- 2007 (3) (remove)
Document Type
- Article (2)
- Doctoral Thesis (1)
Is part of the Bibliography
- yes (3)
Keywords
Institute
Cloning and characterization of a single chain antibody to glucose oxidase from a murine hybridoma
(2007)
Glucose oxidase (GOD) is an oxidoreductase catalyzing the reaction of glucose and oxygen to peroxide and gluconolacton (EC 1.1.3.4.). GOD is a widely used enzyme in biotechnology. Therefore the production of monoclonal antibodies and antibody fragments to GOD are of interest in bioanalytics and even tumor therapy. We describe here the generation of a panel of monoclonal antibodies to native and heat inactivated GOD. One of the hybridomas, E13BC8, was used for cloning of a single chain antibody (scFv). This scFv was expressed in Escherichia coli XL1-blue with the help of the vector system pOPE101. The scFv was isolated from the periplasmic fraction and detected by western blotting. It reacts specifically with soluble active GOD but does not recognize denatured GOD adsorbed to the solid phase. The same binding properties were also found for the monoclonal antibody E13BC8.
A recombinant single chain antibody fragment (designated scDE1) of the murine monoclonal anti-fluorescein antibody B13-DE1 was generated using the original hybridoma cells as source for the variable antibody heavy and light chain (VH and VL) genes. After cloning the variable genes into a phage vector a functional antibody fragment was selected by phage display panning. Recombinant antibody could be expressed as phage antibody and as soluble single chain antibody in Escherichia coli. High yield of scDE1 could also be detected in bacterial culture supernatant. The scDE1 showed the same binding specificity as the parental monoclonal antibody, i.e. it bound fluorescein, fluorescein derivatives and a fluorescein peptide mimotope. Surface plasmon resonance revealed a K(D) of 19 nM for the scDE1 compared to 0.7 nM for the monoclonal antibody. The isolated soluble scDE1 could easily be conjugated to horseradish peroxidase which allowed the use of the conjugate as universal indicator for the detection of fluorescein-labelled proteins in different immunoassays. Detection of hCG in urine was performed as a model system using scDE1. In addition to E. coli the scFv genes could also be transferred and expressed in eukaryotic cells. Finally, we generated HEK293 cells expressing the scDE1 at the cell surface.
Homogene Immunoassays sind immunologische Testverfahren, bei deren Durchführung vollständig auf Separations- und Waschschritte verzichtet werden kann. Der Substrate Channeling Immunoassay beruht auf der Weitergabe eines Substrates in einem immunologischen Komplex aus zwei Enzymen. Das Produkt des ersten Enzyms dient dem zweiten Enzym als Substrat zur Generierung eines photometrisch nachweisbaren Produktes. Voraussetzung für diese Weitergabe ist die enge räumliche Nähe beider Enzyme. Diese Nähe wird durch eine Bindung zwischen Analyt und anti-Analyt Antikörper vermittelt. Ein solcher Substrate Channeling Immunoassay wurde unter Verwendung der Enzyme Glucoseoxidase und Peroxidase aufgebaut. Das so etablierte System war funktionstüchtig, jedoch blieb seine Sensitivität hinter der normaler, heterogener Immunoassays zurück. Die Grundlage eines Fluorescence Quenching Immunoassays ist der gegenseitige Ausschluß zweier Antikörper bei der Bindung eines Dihapten-Konjugates. Das Konjugat besteht dabei aus dem Analyten und einem Fluorophor. Die beiden um die Konjugatbindung konkurrierenden Antikörper sind ein anti-Analyt Antikörper und ein anti-Fluorophor Antikörper, der zudem über die Eigenschaft verfügt, bei Bindung des Fluorophors dessen Fluoreszenz zu löschen. Externe Gaben des freien Analyten verschieben das eingestellte Gleichgewicht in Richtung Fluorophor-Bindung und damit Fluoreszenz-Löschung. Die Änderung der Fluoreszenz ist direkt an die Konzentration des freien Analyten gekoppelt und dient zu deren Bestimmung. Ein solcher Fluorescence Quenching Immunoassays wurde für die Konzentrationsbestimmung des Herbizides Diuron etabliert. Die erreichten Sensitivitäten erlauben die praktische, immundiagnostische Anwendung des Systems. Ein Dihapten-Konjugat wurde ebenfalls zum Aufbau eines Verfahrens zur Selektion Antikörper produzierender Zellen eingesetzt. Die Selektion der Antikörper produzierenden Zellen erfolgt unter Verwendung eines Toxinkonjugates. Dieses Konjugat besteht aus einem Liganden und einem Toxin. Die Antikörperbindung des Liganden behindert sterisch die Wechselwirkung der Toxinkomponente im Konjugat mit deren Zielstruktur in oder auf der Zelle. Nur Zellen die einen geeigneten Antikörper sezernieren, überleben die Selektion und reichern sich in der Kultur an. Das Selektionsverfahren wurde erfolgreich für die Selektion von E.coli Zellen eingesetzt, die einen rekombinanten, Fluorescein bindenden Antikörper produzierten. Das hierfür synthetisierte Toxinkonjugat bestand aus Fluorescein (Ligand) und Ampicillin (Toxinkomponente). Eine Ablösung der bisher für diese Aufgabe gebräuchlichen, außerordentlich kostenintensiven, Screening Methoden wird damit möglich.