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Capture coupling

Writer: Alex Jang
Reference: Antiviral Research (2023, V. 212, 105576)

Since the first monoclonal antibody therapeutics obtained US FDA approval in 1986, antibody therapeutics technology has been developed in very diverse forms. Next-generation antibodies with improved efficacy compared to traditional antibodies are emerging one after another, and bispecific antibodies are one of them. Lee et al. (Kookmin University, Korea) published K202.B, a successful bispecific antibody drug candidate targeting multiple strains of SARS-CoV-2, in Antiviral Research (2023, V. 212, 105576).​ This short introduction was written about an experiment (Competition assay) to check whether the developed bispecific antibody K202.B, which is part of the thesis, recognizes different regions of RBD (Receptor binding domain, target protein).

그림1.png

​적합한 고정화 방식은 ligand 또는 결합의 특성에 따라 결정됩니다. amine coupling은 가장 일반적이며 첫번째로 고려되어야 할 고정화 방식입니다. 그러나 방향성을 가진 고정화 방식이 아니기 때문에 결합 부위가 노출된 ligand는 전체 고정화 ligand에 비해 10%까지도 떨어질 수 있습니다. 반면 tag을 이용한 capture 방식은 하나의 방향으로 고정화됩니다. 결합 부위가 tag으로부터 멀리 떨어져있다면 효율적으로 결합 부위를 노출시킬 수 있습니다. 하지만 비공유 결합 방식이기 때문에 표면 안정성이 amine coupling에 비해 떨어진다는 단점이 있습니다. 이러한 각 고정화 방식의 단점을 보완할 수 있는 capture coupling 방식을 소개합니다.

Capture coupling 고정화






Capture coupling은 his-tag capture 방식과 amine coupling 방식이 결합된 고정화 방식으로 his-tag이 있는 ligand에 사용 가능합니다. NTA 센서칩에서 ligand가 his-tag 방향으로 ni-NTA와 비공유 결합을 형성한 후, EDC/NHS로 activation 된 NTA에 amine기와 공유 결합합니다. 

Capture coupling.png

ligand 결합 부위 노출 및 표면 안정성 증가 

Capture coupling kinetic.png

(A) Single cycle kinetic evaluation

(A)의 센서그램을 보면 ligand orientation이
되어있는 his-tag capture (red)와 capture coupling (blue)에서는 analyte 결합이 관찰됩니다. 이 두 가지 고정화 방식은 Kinetic 평가에서도 거의 같은 결합력을 가지는 것으로 평가되었습니다. 반면, amine coupling (green)에서는 ligand orientation이 되지 않아 analyte 결합이 관찰되지 않습니다.

Capture coupling은 his-tag capture보다 baseline drift가 약 5.2배 감소하여 표면 안정성도 높은 것을 알 수 있습니다. 이는 amine coupling으로 공유결합을 형성하여 ligand의 탈착을 막았기 때문입니다. 표면이 안정하기 때문에 매 analyte 사이클마다 ligand를 보충할 필요가 없으며, ligand에 따라 강한 regeneration 용액의 사용도 가능합니다.

Baseline drift.png

(B) Baseline drift

SPR 분석에서 적합한 고정화 방식을 찾는 것은 좋은 데이터를 얻는 데에 꼭 필요한 과정입니다. Capture coupling은 특히 his-tag이 달린 ligand를 사용하여 높은 결합력을 갖는 저분자 분석에 굉장히 유용합니다.

*This introductory material has been edited from the original thesis image for better understanding.

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