Reduction of Nonspecificity Motifs in Synthetic Antibody Libraries.
Reduction of Nonspecificity Motifs in Synthetic Antibody Libraries.
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DOI：
10.1016/j.jmb.2017.11.008
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发表时间：
2018-01-05
影响因子：
5.6
通讯作者：
Wittrup KD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kelly RL;Le D;Zhao J;Wittrup KD
成功的抗体开发需要功能结合和理想的生物物理特性。在目前的研究中，我们分析了临床发展的一个障碍，脱靶反应性或非特异性的原因。我们使用高通量非特异性实验从酵母表面表达的两个合成scFv文库中分离出非特异性抗体，鉴定了互补决定区域（cdr）内的单个氨基酸和基序，这些氨基酸和基序有助于表型。我们发现甘氨酸、缬氨酸和精氨酸作为单独的氨基酸和基序的一部分富集，另外含有色氨酸的基序富集。将这些基序插入到“干净”抗体的CDR H3中会增加其非特异性，其中含有Trp或Val基序的抗体增加最多。接下来，我们将这些规则应用于基于自然框架的合成多样性文库的创建，该文库显著减少了这些基序的结合，并证明了它能够将结合物分离到广泛的抗原上。这项工作既提供了对非特异性驱动因素的更好理解，也提供了设计规则，以提高分离具有药物样特性的抗体的效率。
Successful antibody development requires both functional binding and desirable biophysical characteristics. In the current study we analyze the causes of one hurdle to clinical development, off-target reactivity or nonspecificity. We used a high-throughput nonspecificity assay to isolate panels of nonspecific antibodies from two synthetic scFv libraries expressed on the surface of yeast, identifying both individual amino acids and motifs within the complementarity determining regions (CDRs) which contribute to the phenotype. We find enrichment of glycine, valine, and arginine as both individual amino acids and as a part of motifs, and additionally enrichment of motifs containing tryptophan. Insertion of any of these motifs into the CDR H3 of a “clean” antibody increased its nonspecificity, with greatest increases in antibodies containing Trp or Val motifs. We next applied these rules to the creation of a synthetic diversity library based on natural frameworks with significantly decreased incorporation of such motifs and demonstrated its ability to isolate binders to a wide panel of antigens. This work both provides a greater understanding of the drivers of nonspecificity and provides design rules to increase efficiency in the isolation of antibodies with drug-like properties.
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