人性化的ScFv针对CD147抗体的工程亲和力:mCSM-AB2和分子动力学模拟的综合方法
Thanathat Pamonsupornwichit1, Kanchanok Kodchakorn2, Piyachat Udomwong3
1Division of Clinical Immunology, Department of Medical Technology, Faculty of Associated Medical Sciences, Chiang Mai University, Chiang Mai, 50200, Thailand; Center of Biomolecular Therapy and Diagnostic, Faculty of Associated Medical Sciences, Chiang Mai University, Chiang Mai, 50200, Thailand.
Journal of molecular graphics & modelling
|October 15, 2024
概括
这项研究评估了mCSM-AB2和分子动力学 (MD) 模拟用于抗体工程. 虽然mCSM-AB2很好地预测了负面影响,但突变HuScFvM6-1B9L1:N32Y显示结合亲和力增加了1.66倍.
科学领域:
- 生物化学和分子生物学
- 计算生物学和生物信息学
- 免疫学和传染病的研究
背景情况:
- 抗体工程对于开发向疗法至关重要.
- 人性化的单链可变片段 (HuScFv) 抗体,如抗CD147 (HuScFvM6-1B9),是有希望的候选者.
- 需要预测性计算方法来指导亲和力成熟.
研究的目的:
- 评估基于图形的机器学习方法mCSM-AB2,用于HuScFvM6-1B9.9的亲和度工程.
- 使用分子动力学 (MD) 模拟来深入了解HuScFvM6-1B9-CD147复杂动力学和亲和关系.
- 将计算预测与实验验证进行整合,以优化抗体.
主要方法:
- 应用mCSM-AB2用于预测有约束力的自由能量变化.
- 执行MD模拟来分析复杂的动态和结合自由能量.
- 在大肠杆菌中对HuScFvM6-1B9的预测突变进行了工程设计和表达,以进行验证.
- 集成的自由能量计算,分析和结构洞察力.
主要成果:
- mCSM-AB2显示出强大的预测能力,用于降低结合亲和力,但对亲和力增强的改善有限.
- MD模拟提供了关于结合界面上的关键残留物的见解.
- 工程突变HuScFvM6-1B9L1:N32Y显示结合亲和力增加了1.66倍 (KD = 1.75 × 10-8 M).
- 考虑总有助于解释mCSM-AB2预测和实验结果之间的差异.
结论:
- mCSM-AB2在抗体工程中有效预测有害突变.
- MD模拟为抗体-抗原相互作用提供了有价值的结构和动态见解.
- 将计算工具与实验验证相结合,对于成功的抗体亲和力成熟至关重要.
- 本研究提供了实际指导方针,并强调了在抗体设计中使用mCSM-AB2和MD模拟的局限性.
