Exploration of recombinantes proteins expression systems for the characterization of a catalytic antibody

Les anticorps catalytiques sont étudiés pour comprendre leur rôle en conditions physiopathologiques. Ils semblent aussi représenter des outils révolutionnaires pour des études à l'interface entre la chimie, la biochimie, la biologie et immunologie. Par conséquent, la connaissance des relations de structure- fonction représente un grand intérêt. Nous avons exploré deux systèmes d'expression pour la production d'un anticorps catalytique modèle présentant une activité bêta-lactamase. Le fragment scFv recombinant a été produit dans le système d'expression procaryote. Les scFv sont souvent décrits comme des protéines difficiles à produire. Une méthode efficace a été développée pour produire de grandes quantités de scFv solubles et correctement repliés. L'anticorps catalytique entier a aussi été produit en exploitant le système d'expression eucaryote. Des cellules de mammifères ont été utilisées car elles peuvent conserver le repliement original des protéines, leur assemblage et les modifications post-traductionnelles. La structure secondaire du scFv catalytique a été analysée par dichroïsme circulaire pour s’assurer que la renaturation du scFv est en accord avec le repliement des scFv natifs. La fonctionnalité du scFv catalytique et de l'anticorps catalytique entier a été validée par deux approches : (1) le développement d’un test immuno-enzymatique (ELISA) et la résonance plasmonique de surface (RPS) et (2) le développement d'un test catalytique sensible utilisant un substrat fluorogénique. Ce travail amène à considérer de potentielles applications biotechnologiques et thérapeutiques des anticorps catalytiques.Catalytic antibodies are investigated in order to understand their role under physio-pathological situations. But they also appear to be revolutionary tools to perform studies at the interface between chemistry, biochemistry, biology and immunology. Consequently, the knowledge of structure–function relationships is of great interest. We explored two expression systems for the production of a model catalytic antibody displaying a beta-lactamase activity. The recombinant scFv fragment was produced in the prokaryotic expression system. scFv fragments are often described as proteins being laborious to produce. An efficient method was developed to produce large quantities of refolded soluble catalytic scFv. Whole catalytic antibody was also produced by exploiting eukaryotic expression system. Mammalian cells were used because they are able to retain the original protein folding, assembly and post-translational modifications. The secondary structure of the catalytic scFv has been analyzed by circular dichroism to ensure that the refolded scFv is consistent with a native scFv fold. The functionality of the catalytic scFv and whole catalytic antibody has been validated by two approaches: (1) development of enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA) and surface plasmon resonance (SPR) approaches for testing that the binding characteristics of an inhibitory peptide have been retained, and (2) proof of the subtle catalytic properties conservation through the development of a new sensitive catalytic assay using a fluorogenic substrate. This will lead to consider potential biotechnological and therapeutic applications of catalytic antibodies