美國能源部所屬阿爾崗林國家實驗室(the U.S. Department of Energy`s Argonne National Laboratory)的研究人員，業已研發出一種改善抗體穩定性之有系統的方法。此方法可能引領出更佳的生物感測器(biosensors)、疾病治療法與診斷用試劑及包括環境整治等非實驗室的應用。
抗體是人類及動物產生來抵禦感染的蛋白質；此些蛋白質也被用來診斷及治療某些疾病，及偵測毒素與病原體。該項研究計劃的原理研究員，阿爾崗林國家實驗室的資深生物物理學家Fred Stevens宣稱：「有關抗體的主要問題是，於溫控的較冷環境外，抗體是脆弱且僅能短暫存活。這使得抗體的效用，通常受限於實驗室的應用上。」
Stevens表示：「具體地說，經穩定之具完整機能的抗體能被用於診斷及偵測，能存活在較不是最佳環境中的微生物(kits)，且能一次被儲存達數年。它們能被用來對抗諸如癌腫等疾病，也能用來作為於諸如機場及地鐵站(subway stations)等地方，持續偵測諸如肉毒桿菌、Ricin is known to cause severe allergic reactions, and exposure to small quantities can be fatal. [ 1 ]蓖麻毒素(ricin)及炭疽菌等病原體之生物感測器的基本成分。由於抗體無法忍受上述地方的諸多環境條件，因而目前在此些地方不可能提供不間斷的病原體偵測。」
較早由美國國家衛生研究院(the National Institutes of Health)所資助的研究，在Stevens領導的團隊意外發現天然抗體含有穩定的氨基酸替換物之後證實，要穩定抗體是可能的。目前，Stevens的研究是由阿爾崗林國家實驗室所資助。
抗體是由4個多肽(兩個小的輕鏈及兩個大的重鏈)所組成。這些鏈是由通稱為不變區及可變區(constant and variable domains)的分子所組成。此些輕鏈及重鏈各擁有一個可變區，這兩可變區一起形成抗原結合的處所。由於可變區中氨基酸的極大差異性，不同的抗體能有效地與無數的標的起交互作用。
有時候，這種可變性產生極高代價的結果；形成澱粉樣蛋白的輕鏈比其正常的對應物更為不穩。不過，即使是形成澱粉樣蛋白的輕鏈，也具有改善穩定性的氨基酸替換物。當此些氨基酸替換物中的七種被導入形成澱粉樣蛋白的可變區時，在熱動力穩定性上獲得了十億倍的改善，顯示天然蛋白質團對展開的蛋白質比率是非常的高，這是抗體有效保存期的主要決定因素。
Stevens宣稱：「上述細緻的研究已使他們領悟到，使抗體穩定是可能的。不過，需探究是否能在不損及其功能下穩定抗體，及以適度投入資本的實驗來達成。」最近的研究顯示，潛在上此些目標是可達成的。為了順向地改善不同抗體可變區的穩定性，阿爾崗林國家實驗室的研究人員擬訂出11種候選氨基酸替換物的簡短名單。其中4種改善了抗體穩定性，且在原先的可變區中混合在一起時，提供了2000倍的穩定性改善效力。
隨後使用有功能之抗體片斷的實驗能在無喪失抗體功能的情況下，顯著地改善抗體穩定性。完成上述兩項實驗約需一個月的時間，而非多數蛋白質穩定方案所需之潛在上無確定的時間。
熱動力穩定及熱穩定之間有項相互關係；於熱動力穩定中的十億倍改善，增強了蛋白質對於加熱時的熱阻抗，結果是約160℉的"融化溫度"。不過，Stevens宣稱：「仍然有待解答的是，改善產生來對抗特定標的之任何抗體穩定性的可靠度。他們的研究顯示，使抗體穩定是可能的。因而他們推斷，於不久的將來或許能產生，如何操縱穩定未來之所有抗體的數據。」
原文網址：http://www.anl.gov/Media_Center/News/2009/news090903.html
翻譯：peregrine
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