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降低长期接受血液透析治疗的终末期肾病患者体内累积升高的β2微球蛋白(β2-microglobulin,β2m)的浓度,缓解透析相关淀粉样变引发的临床症状是现阶段血液透析的重要目标之一。β2m作为肾衰竭及肾透析患者体内大量蓄积的毒素分子,难以通过传统的基于体积排阻原理的透析材料有效地去除。随着人们对抗原抗体间特异性相互作用的理解的深入,近年来出现了一类以抗体为免疫亲和配基的吸附材料,主要包括单克隆抗体及scFv片段。以抗体为配基的吸附材料相比于传统的化学小分子配基吸附剂具有更高的β2m结合能力以及表观吸附速率,但传统的固定化方法易使抗体失活,亲和配基密度难以提高,吸附特异性有待增强,因此免疫亲和吸附剂并没有快速发展起来。VHH抗体是近年来出现的一种分子量小、亲和力高、稳定性高的生物活性分子,其所具备的一系列优势特性证明了它在血液净化领域具有广阔的应用前景。本论文报道了一种较为简单的VHH抗体吸附剂的制备方法:基于甲酰甘氨酸生成酶(formylglycine-generating enzyme,FGE)的定点修饰能力,在VHH抗体C末端引入醛基,在琼脂糖凝胶上定点固载VHH抗体,制备β2m血液净化吸附剂,并评价了其在血液中吸附β2m的能力。具体过程如下:(1)原核表达β2m VHH抗体及FGE酶:将C末端融合有组氨酸纯化标签(His-tag)及可被FGE定点识别的醛基标签(Ald-tag)的β2m VHH抗体质粒转化至表达菌株E.coli Shuffle(T7)中,对菌株进行扩大培养并诱导表达VHH。一部分菌体经破碎纯化得到高收率、高纯度的VHH抗体(产量:400 mg/L培养基;纯度:95%以上)。一部分菌体的破碎后上清液经50%醋酸溶液沉淀处理(pH 7.4调至pH 4.0),在几乎不损失目的蛋白的情况下提高VHH在上清液中的纯度至60%左右,便于后续实验中从上清液内直接催化并固载VHH。甲酰甘氨酸生成酶(FGE)在E.coli BL21(DE3)中诱导表达,破碎后经镍金属离子螯合层析进行纯化,每升TB培养基的FGE产量可达300 mg。(2)酶催化条件的优化及β2m VHH抗体的活性表征:通过优化VHH抗体与FGE酶的投料比、DTT的添加量、反应时间、反应温度,发现当抗体与酶的投料比为20:1,在添加有1 mM DTT的三乙醇胺缓冲液(pH 9.0)中,20℃催化4 h即可得到90%的催化转化效率。通过Biacore T200测定催化前后VHH抗体对β2m的亲和力分别为1.220×10-7 M和2.308×10-7 M,表明催化后的VHH仍保持较高的抗原结合活性。在菌体破碎后上清液中优化催化条件,最终也能得到79%的催化效率,为上清液中VHH抗体的一步定点固载奠定基础。(3)VHH抗体吸附剂的合成及性能评价:通过合成带有不同种类的间隔臂的琼脂糖凝胶介质(主要包括酰肼末端及氨基末端两类),发现席夫碱反应(醛基-氨基)相比于腙键连接(醛基-酰肼)能够得到更高的抗体偶联密度(约2.0 mg/mL),吸附剂对β2m的最大吸附容量为0.89 mg/mL。上清液中一步定点固载制备的β2m VHH抗体吸附剂对β2m的吸附容量为0.75 mg/mL,实验中显示该吸附剂的非特异性吸附水平较低。