基于三维结构的人源化方法技术

本文报道，使用基于结构的评分矩阵进行非人抗体的人源化的方法。利用该评分矩阵，可以确定在所选人种系序列的限定位置上氨基酸残基的特定(回复)突变的(要求和)适宜性。该评分矩阵考虑相应残基的拓扑学、三维结构以及相互作用和变化。因此，可以确定特定氨基酸残基改变对抗原结合的影响。变对抗原结合的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于三维结构的人源化方法
[0001]本申请是申请日为
2018
年7月
27
日的
、
专利技术名称为“基于三维结构的人源化方法”的中国专利申请
201880048859.6(PCT/EP2018/070372)
的分案申请
。


[0002]本文报道了使用基于结构的方法将非人抗体人源化的方法
。
利用本文报道的方法，可以确定在选定的人或人源化受体序列的限定位置上氨基酸残基的特定
(
回复或正向
)
突变的
(
要求和
)
适宜性
。
考虑相应残基的拓扑学
、
三维结构和相互作用以及其变化
。
由此解决特定氨基酸残基改变对抗原结合的影响
。

技术介绍

[0003]抗体与其抗原的相互作用基于其3维结构
。
抗体互补位由6个
CDR(
互补决定区
)
环形成，可识别抗原表面的互补表位
。
在对小抗原
(
例如小分子
)
具有特异性的抗体的情况下，只有来自一些而非全部
CDR
的少数氨基酸参与抗原识别
。
通常，与
VL(
可变抗体轻链结构域
)CDR
相比，
VH(
可变抗体重链结构域
)CDR(
特别是
VH CDR3)
对于与抗原形成接触而言具有更大贡献，抗原
‑
抗体接触的几何中心紧靠
VH CDR3。
参与直接抗原接触的
CDR
氨基酸残基称为特异性决定区
(SDR)。
通过分析抗原
‑
抗体复合物的3维结构，可以基于氨基酸残基的距离，鉴定直接接触抗原的氨基酸残基
。CDR
之间间隔的
FR(
构架
)
残基也可以参与抗原识别，但程度较小
(
此类区域的表面可占抗原和抗体接触表面的最多
15
％
)(
例如，参见
Altshuler
，
E.P.
，
Chemie 50(2010)203
‑
258
；
Bujotzek
，
A.
等人，
mAbs 8(2016)288
‑
305)。
[0004]二级和三级抗体结构公开在例如
EP 0 239 400
中
。
四个构架区主要采用
β
‑
折叠构象，而
CDR
形成连接
β
‑
折叠结构且在某些情况下构成
β
‑
折叠结构一部分的环
。CDR
通过构架区紧密靠近，并且与来自另一可变域的
CDR
一起促成抗原结合位点的形成
(
参见例如
Poljak
，
RJ
等人，
Proc.Natl.Acad.Sci.USA
，
70(1973)3305
‑
3310
；
Segal
，
DM
等，
Proc.Natl.Acad.Sci.USA
，
71(1974)4298
‑
4302
，
Marquart
，
M.
等，
J.Mol.Biol.,141,(1980)369
‑
391)。
[0005]并非可变域内的所有残基都是溶剂可及的
(
参见，例如，
Amit
，
A.G.
等人，
Science
，
233(1986)747
‑
753)。
[0006]在一个结构域内，通过二硫键连接的两个
β
‑
折叠的堆积和方向
(
以及由此
CDR
环的末端
)
相对保守，尽管这些
β
折叠在堆积和方向上确实发生小的迁移
(
例如，参见，
Lesk
，
A.M.
和
Chothia
，
C.
，
J.Mol.Biol.
，
160
，
325
‑
342
，
1982
；
Chothia
，
C.
等，
J.Mol.Biol.
，
186(1985)651
‑
653
，
1985)。
[0007]抗原结合位点两个部分的可变区通过链间非共价相互作用保持正确的方向
。
这些可能涉及
CDR
内的氨基酸残基
。
[0008]因此，为了将一个可变结构域的抗原结合能力转移到另一可变结构域，可能没有必要用来自供体可变区的完整
CDR
替换所有
CDR。
可能只需要从抗原结合位点转移那些可及残基
——CDR
残基以及构架残基
。
此外，还可能有必要的是，确保链间相互作用所必需的残
基保留在受体可变域中
。
[0009]免疫球蛋白分子的功能取决于其三维结构，而三维结构又取决于其一级氨基酸序列
。
[0010]Bujotzek
等人
(MAbs.7(2015)838
‑
852)
公开了模建抗体的
Fv
区
。WO 2005/061540
公开了一种抗体的人源化方法以及由此获得的人源化抗体
。Williams
等人
(“Antibody Engineering”,Springer(Berlin),2010,pp319
‑
339)
公开了通过
CDR
嫁接来人源化抗体
。WO 2014/100542
公开了高通量抗体人源化
。Bujotzek
等人
(Prot.Struct.Funct.Bioinf.83(2015)681
‑
695)
公开了用于模建抗体可变结构域的
VH
‑
VL
结构域取向的预测
。WO 2016/062734
公开了基于
VH
‑
VL
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种产生抗体的方法，其包括以下步骤：
a)
对非人抗体的可变结构域进行测序
(
其氨基酸序列或编码的核酸序列
)
，从而获得非人抗体的可变结构域的氨基酸序列，
b)
任选地产生所述非人抗体的三维同源性模型，
c)
针对每个可变结构域
(
对于
i)
和
ii)
，彼此独立；对于
iii)
和
iv)
，彼此依存
)
，鉴定并选择以下作为可变结构域的受体序列
i)
与相应的非人抗体可变结构域具有最高序列同源性的人种系序列，或
ii)
一起形成一个完整的可变结构域的两个或更多个人种系序列片段，其中与单个人种系序列相比，当比对时，所述的序列片段与相应的非人抗体可变结构域具有更高的序列同源性，或
iii)
允许维持非人抗体的重链可变结构域与轻链可变结构域的夹角
(VH/VL
角
)
的人种系氨基酸序列，
iv)
人或人源化抗体的
VH/VL
对，
d)
将非人抗体的
HVR/CDR
残基嫁接到步骤
c)
中选择的受体序列上，
e)
定量非人抗体与步骤
c)
中选择的序列或步骤
d)
中获得的序列之间的结构差异
(
通过对氨基酸残基差异进行评分
)
，
f)
基于上一步的定量，在所选序列或嫁接序列中引入氨基酸
(
回复和正向
)
突变，
(
基于上一步的定量
/
评分，突变步骤
c)
或步骤
d)
的氨基酸序列
)
，
g)
合成或产生编码在
f)
中获得的氨基酸序列的核酸序列，
h)
培养包含
g)
的核酸的细胞，从而产生抗体
。2.
权利要求1的方法，其中，仅对非人抗体轻链可变结构域或非人抗体重链可变结构域，进一步执行所述方法
。3.
一种用于合成或产生或提供编码免疫球蛋白可变结构域的核酸序列的方法，其包括以下步骤
a)
比对非人抗体重链或轻链可变结构域的氨基酸序列与所述非人抗体重链或轻链可变结构域的第一人源化变体，其中所述第一人源化变体通过将非人抗体重链或轻链可变结构域的
CDR
或高变区
(HVR)
或特异性决定残基
(SDR)
嫁接到以下序列上而获得：
i)
与相应非人抗体重链或轻链可变结构域具有最高序列同源性的人种系氨基酸序列，或
ii)
形成一个完整的可变结构域的两个或两个以上人种系氨基酸序列片段，其中，与单个人种系氨基酸序列相比，所述的序列片段，在比对后，与相应的非人抗体可变结构域具有更高的同源性，或
iii)
允许维持非人抗体可变结构域的
VH/VL
角的人种系氨基酸序列，或
iv)
人或人源化抗体的重链或轻链，
(
以实现最大水平的氨基酸序列同一性
)
，
b)
定量比对的构架位置
(
或其中
)
的三维差异，其中在所述位置中非人重链或轻链可变结构域和所述非人重链或轻链可变结构域的第一人源化变体具有不同的氨基酸残基
(
由于该差异而影响抗原结合和

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：豪夫迈，
类型：发明
国别省市：