多尺度计算工作流程,以确定蛋白质中的二硫化物桥梁的稳定性─应用到IgG抗体

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 计算生物学 计算生物学
• 免疫学 免疫学 免疫学

背景情况:

• 抗体 (免疫球蛋白) 对于免疫反应至关重要.
• 它们的Y形结构依赖于二硫化物桥梁的稳定性和功能.
• 对二硫化物桥梁的损伤损害了抗体结构和有效性.

研究的目的:

• 开发和验证用于评估抗体二硫化物键稳定性的多尺度计算框架.
• 为了比较抗体内的单个二硫化物键的热力学和动力学稳定性.
• 为了研究链间和链内二硫化物键之间的稳定性差异.

主要方法:

• 利用基于自由能量表面计算的多尺度计算框架.
• 通过谷氨模拟的二硫化物桥梁的非酶性减少.
• 采用量子化学和增强的采样方法,以提高计算效率.

主要成果:

• 开发了一种方法,通过限制速率的能量障碍量化二硫化物键稳定性.
• 证明了该框架能够比较抗体内部和抗体之间的稳定性.
• 展示了广泛使用的单克隆抗体rituximab的方法.
• 暴露的链间二硫化物桥梁比链内桥梁更容易受到减少.

结论:

• 该计算框架提供了一种廉价且有效的方法来评估抗体二硫化物键的稳定性.
• 了解二硫化键稳定性对于抗体工程和治疗应用至关重要.
• 与链内键相比,Rituximab中的链际二硫化物键的稳定性较低,从而提供了对潜在降解途径的见解.