高效抗体纯化：重组蛋白A、G、A/G、L填料技术剖析

2025-09-08

1. 背景介绍

在生物技术和免疫学领域，抗体亲和配基是纯化和检测抗体的关键工具。这些配基是天然存在或经过基因工程改造的蛋白质，能够特异性地与抗体（免疫球蛋白）结合。其中，蛋白A、蛋白G、蛋白A/G和蛋白L是最常用和最重要的四种。它们各自具有独特的结合特性，适用于不同来源、不同类型的抗体。

蛋白A (Protein A)

蛋白A是来源于金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 细胞壁的一种蛋白质。它是最早被发现和商业化应用的抗体亲和配基之一。

蛋白G (Protein G)

蛋白G来源于G族和C族链球菌 (Streptococcus sp.)，为了提高其特异性，商业化的重组蛋白G通常会去除其白蛋白结合域，避免在从血清样品中纯化抗体时造成污染。

蛋白A/G (Protein A/G)

蛋白A/G是通过基因工程技术，将蛋白A和蛋白G的IgG结合域融合在一起而创造出的重组蛋白。它旨在结合二者的优点，提供最广泛的抗体结合能力。

蛋白L发现于消化链球菌 (Peptostreptococcus magnus) 的表面，其结合机制与前三者完全不同，这使其具有独特的应用价值。

图1 抗体与抗体亲和配基的作用区域

表1 蛋白A、G、L的抗体亲和性差异分析

	蛋白A	蛋白G	蛋白A/G	蛋白L
结合位点	主要与免疫球蛋白G（IgG）的Fc区域（重链的恒定区）结合。这种结合方式通常不会干扰抗体的抗原结合位点（Fab区）	与蛋白A类似，主要结合IgG的Fc区域，但其结合位点和识别范围与蛋白A有所不同	融合了蛋白A和蛋白G的多个IgG结合域	蛋白L不与抗体的Fc区结合，而是特异性地结合在抗体的κ轻链 (kappa light chain) 的可变区
结合特性	对人IgG1、IgG2、IgG4 有很强的结合力对兔、猪、狗、豚鼠等物种的IgG也有很好的亲和力缺点：对人IgG3和小鼠IgG1的结合力很弱，并且几乎不与人IgM、IgA、IgE以及禽类抗体（IgY）结合	相较于蛋白A，蛋白G的结合谱更广。能强力结合所有的人IgG亚类（IgG1、IgG2、IgG3、IgG4）对多种哺乳动物的IgG都有很强的亲和力，包括小鼠、大鼠、山羊、牛、绵羊等。特别是它能有效结合蛋白A结合力弱的小鼠IgG1 缺点：仍然不与人IgM、IgA、IgE等其他类型的抗体结合	集蛋白A和蛋白G之长，具有最广泛的IgG结合谱能有效结合所有已知的人IgG亚类以及来自小鼠、大鼠、兔、山羊等几乎所有常见研究物种的IgG	由于其独特的结合位点，蛋白L可以结合所有类别的免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA、IgE、IgD），前提是它们必须含有κ轻链。能够结合不含Fc区的抗体片段，如Fab、F(ab')? 和单链抗体(scFv)。缺点: 无法结合带有λ轻链 (lambda light chain) 的抗体。在人类中，κ链与λ链的比例约为2:1，而在小鼠中几乎所有抗体都带κ链
主要应用	抗体纯化：是工业上生产和实验室纯化单克隆抗体（特别是人源化抗体）最常用的配基。免疫沉淀（Immunoprecipitation，IP）：用于从复杂的样品中捕获目标抗原-抗体复合物。	通用型IgG纯化：当需要纯化来自多种不同物种的IgG，或者不确定抗体亚型时，蛋白G是比蛋白A更安全、更通用的选择小鼠单克隆抗体纯化:对于小鼠来源的单抗，尤其是IgG1亚型，蛋白G是首选	未知抗体的纯化与检测：当抗体的来源物种或亚型未知时，使用蛋白A/G可以最大程度地确保捕获成功筛选实验：在需要捕获多种不同抗体的实验中非常有用，例如从血清中筛选自身抗体。	抗体片段纯化：是纯化Fab、scFv等重组抗体片段的理想工具纯化特定单抗：对于一些与蛋白A/G结合力弱但含有κ链的单抗，蛋白L是极佳选择从血清培养基中纯化抗体: 细胞培养基中通常含有来自牛血清的牛IgG，由于牛IgG主要是λ轻链，蛋白L不会与其结合，因此可以从复杂的培养上清中高纯度地回收目标抗体（如人源或鼠源抗体）

表2 抗体亲和配基与不同来源及亚型抗体之间的亲和?

种类	亚型	蛋白A	蛋白G	蛋白A/G	蛋白L
人	IgG1	+++	+++	+++	+++
	IgG2	+++	+++	+++	+++
	IgG3	+	+++	+++	+++
	IgG4	+++	+++	+++	+++
	IgM	+	-	+	+++
	IgD	-	-	-	+++
	IgA	+	-	+	+++
	Fab	+	+	+	+++
小鼠	IgG1	+	++	++	+++
	IgG2a	+++	+++	+++	+++
	IgG2b	+++	+++	+++	+++
	IgG3	+++	+++	+++	+++
	IgM	-	-	-	+++
大鼠	IgG1	+	++	++	+++
	IgG2a	-	+++	+++	+++
	IgG2b	-	+	+	+++
	IgG2c	+++	+++	+++	+++
牛	IgG1	+	+++	+++	-
牛	IgG2	+++	+++	+++	-
山羊	IgG1	+	+++	+++	-
山羊	IgG2	+++	+++	+++	-
马	IgG(ab)	+	-	+	NA
	IgG(c)	+	-	+	NA
	IgG(T)	-	+++	+++	NA
兔	IgG	+++	+++	+++	+
猪	IgG	+++	+	+++	+++
狗	IgG	+++	+	+++	NA
鸡	IgY	-	-	-	-

注：- 表示不包含；+ 表示中标组合；+++ 表示错误组合；NA 表示不适用或数据不可用。

2. 抗体亲和纯化填料参数：

类别	重组蛋白A 琼脂糖凝胶FF	重组蛋白G 琼脂糖凝胶FF	重耐碱蛋白A琼脂糖凝胶FF	蛋白A/G琼脂糖凝胶FF	重组蛋白L琼脂糖凝胶FF
基质	4%交联琼脂糖	4%交联琼脂糖	4%交联琼脂糖	4%交联琼脂糖	4%交联琼脂糖
配基	重组金黄色葡萄球菌蛋白 A，≥6 mg/mL	重组链球菌蛋白 G，≥6 mg/mL，单点偶联	重组耐碱蛋白 A，≥6 mg/mL	蛋白 A 蛋白 G 融合蛋白，≥6 mg/mL	重组大消化链球菌蛋白 L，≥6 mg/mL
粒径范围^a	45~165 μm
平均粒径	~90 μm
动态结合载量^b	≥40 mg h-IgG/mL	≥40 mg h-IgG/mL	≥45 mg h-IgG/mL	≥40 mg h-IgG/mL	≥40 mg k 轻链h-IgG/mL
推荐工作流速^c	60~300 cm/h	60~300 cm/h	60~300 cm/h	60~150 cm/h	60~300 cm/h
最大流速与压力^d	＞900 cm/h
使用 pH	3~10（推荐的工作 pH），3~12（短期稳定）	3~9（推荐的工作 pH），2~10（短期稳定）	3~10（推荐的工作 pH），3~12（短期稳定）	3~10（推荐的工作 pH），3~12（短期稳定）	2~9（推荐的工作 pH），15 mM NaOH（CIP）
化学稳定性	在以下溶液中稳定：常用的水相缓冲液、10~100 mmol/L NaOH、6 mol/L 盐酸胍、70%乙醇。	在以下溶液中稳定：常用的水相缓冲液、6 mol/L 盐酸胍、70% 乙醇。	在以下溶液中稳定：常用的水相缓冲液、0.1~0.5 mol/L 氢氧化钠、6 mol/L 盐酸胍、70%乙醇等。	在以下溶液中稳定：常用的水相缓冲液、0.1~0.5 mol/L 氢氧化钠、6 mol/L 盐酸胍、70%乙醇等。	在以下溶液中稳定：常用的水相缓冲液、6 mol/L 盐酸胍、70% 乙醇。

注：a：90%体积以上的微球在此粒径范围；

b：DBC10%测试条件为：10%流穿，6 min 停留时间；

c：推荐流速是指该流速可满足大部分柱高下 2~6 min 停留时间的使用条件，并非只能在该流速范围内工作；

d：10 cm 柱高下的最大测试流速。

3. 应用数据：

图2 工艺溶剂稳定性

图3 不同蛋?A填料对NaOH的耐受性

图4 不同蛋?G填料的洗脱曲线，样品为h-IgG

图5

填料：重耐碱蛋白A琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）（Cat: abs91003-M）；

样品：牛血清，相对于填料约20 mg IgG/mL填料；

上样、结合缓冲液： 20 mM PB, 150 mM NaCl, pH 7.4, 10 CV；

洗脱缓冲液：100mM甘氨酸，pH 3.0，14 CV；

在位清洗（CIP）：100mM NaOH，10 CV

4. 爱必信抗体亲和纯化填料产品信息

货号	产品名称
abs91001-F	重组蛋白A 琼脂糖凝胶FF
abs91001-G	重组蛋白A 琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）
abs91001-M	重组蛋白A 琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91002-F	重组蛋白G 琼脂糖凝胶FF
abs91002-G	重组蛋白G 琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）
abs91002-M	重组蛋白G 琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91003-F	重耐碱蛋白A琼脂糖凝胶FF
abs91003-M	重耐碱蛋白A琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91003-G	重耐碱蛋白A琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）
abs91004-F	蛋白A/G琼脂糖凝胶FF
abs91004-M	蛋白A/G琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91004-G	蛋白A/G琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）
abs91005-F	易洗脱蛋白G琼脂糖凝胶FF
abs91005-M	易洗脱蛋白G琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91005-G	易洗脱蛋白G琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）
abs91006-F	重组蛋白L琼脂糖凝胶FF
abs91006-M	重组蛋白L琼脂糖凝胶FF（中压预装柱）
abs91006-G	重组蛋白L琼脂糖凝胶FF（重力预装柱）

参考文献：

[1] Arora S, Saxena V, Ayyar BV. Affinity chromatography: A versatile technique for antibody purification. Methods. 2017 Mar 1;116:84-94. doi: 10.1016/j.ymeth.2016.12.010. Epub 2016 Dec 22. PMID: 28012937.

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