Helix shuffling in staphylococcal protein A : design, selection and characterization of novel domain B variants

Abstract

Protein A domain B is an IgG-binding surface protein localized in the cell wall of Staphylococcus aureus. In the presented work, recombinant domain B variants were generated by helix shuffling. Variants obtained by rational design and directed evolution show a domain B-like function and structure. The analyzed variants exhibit an affinity for the Fc region of human antibodies of KD = 10-6-10-8 M. The α-helical secondary structure of the variants is comparable to wild type B, whereas the thermal stability of these proteins is significantly reduced (Tm ~31 °C). One selected domain B variant was used as affinity ligand for the purification of human antibodies. Interestingly, a milder elution (pH 4.8) of antibodies was detected for the alternative domain B compared to wild type B (pH 3.7).

Protein A Domäne B ist ein IgG-bindendes Oberflächenprotein, welches in der Zellwand von Staphylococcus aureus lokalisiert ist. In der vorliegenden Arbeit wurden rekombinante Domäne B Varianten mittels Helix Shuffling generiert. Die durch rationales Design und gerichtete Evolution erzeugten Varianten sind funktionell und strukturell ähnlich zu Wildtyp B. Die analysierten Varianten besitzen eine Affinität für die Fc-Region humaner Antikörper von KD = 10-6-10-8 M. Die α-helikale Sekundärstruktur der Varianten ist vergleichbar zu Wildtyp B, wohingegen die thermische Stabilität dieser Proteine deutlich reduziert ist (Tm ~31 °C). Eine ausgewählte Domäne B Variante wurde als Affinitätsligand für die Reinigung von humanen Antikörpern verwendet. Interessanterweise wurde für die alternative Domäne B eine mildere Elution (pH 4,8) der Antikörper im Vergleich zu Wildtyp B (pH 3,7) detektiert.