修改后的加热动力学和深度突变扫描增强了抗CXCR2抗体亲和力

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:

• 结肠直肠癌 (CRC) 是全球主要的健康问题,晚期往往需要手术和化疗.
• 化学抵抗仍然是一个重大挑战,限制了当前CRC治疗的有效性.
• 用治疗性抗体向抗药性途径,如CXCR2,是改善患者治疗结果的潜在策略.

研究的目的:

• 使用结构引导工程来增强HY29-1抗体与CXCR2的结合亲和力.
• 在模拟的热应力下,评估HY29-1抗体片段 (Fv-HY29-1) 与CXCR2的结构稳定性和结合相互作用.
• 为了确定负责抗体-抗原结合的关键残留物,并合理设计改进的亲和力.

主要方法:

• 改性加热粗粒分子动力学 (CGMD) 模拟用于评估抗体的稳定性和结合性.
• 在延长的模拟轨迹 (高达1000 ns) 上使用深度突变扫描来识别关键结合残留物.
• 基于模拟和扫描结果设计了合理的氨基酸替代物,以提高抗体亲和力.

主要成果:

• 在70个小时的模拟中,Fv-HY29-1抗体片段表现出了显著的结构稳定性,并保持了100%的CXCR2复杂化.
• 深度突变扫描确定了抗体光链中的特定残留物 (A43,L47,F98) 对于结合至关重要.
• 理性替代 (A43P,L47V,F98W) 显著增加了结合亲和力,从-36.02 kcal/mol增加到-94.09 kcal/mol,是两倍的改善.

结论:

• 使用CGMD模拟和深度突变扫描的结构引导抗体工程是一种优化抗体结合亲和力的有效方法.
• 鉴定的突变为设计针对CXCR2和潜在的其他抗原的高亲和抗体提供了合理的基础.
• 这种具有成本效益的方法可以加速开发基于抗体的新型治疗方法,用于治疗诸如结直肠癌等具有挑战性的疾病.