抗体工程 - 抗二唾液酸神经节苷脂(GD2)单克隆抗体的设计

时间:2014-04-04

 

单克隆抗体设计 - 抗二唾液酸神经节苷脂(GD2)单克隆抗体的设计
 
背景:GD2(二唾液酸神经节苷脂)是一种特异的糖脂抗原,在小儿神经细胞瘤发生时,其表达量会迅速升高。3F8是第一个发现的抗GD2单克隆抗体,并且对GD2有中等的活性,可以有效的抑制小儿神经细胞瘤的发生。
 
思路:本文利用分子对接程序CDOCKER,确定了抗体3F8和GD2的相互作用模式,并确定了对于它们结合起着关键作用的12个氨基酸残基(图 1)。然后利用Calculate Mutation Energy模块,将12个氨基酸进行虚拟饱和突变。饱和突变结果表明,当H:GLY54突变为ILE时,突变能下降的最多(图 2),其主要原因是可以增加范德华的相互作用。作者随后利用Spatial Aggregation Propensity算法进行突变前后抗体聚集位点的对比,结果发现当GLY54突变为ILE后(图 3),抗体的聚集位点的疏水性明显增大,并且更有利和GD2的结合。作者最后把设计好的抗体hu3F8进行生物学的实验,实验表明:改造后的抗体hu3F8的抗GD2的IC50值提高了6-9倍。
 
图1. 分子对接结果分析
 
图2. 虚拟氨基酸突变
 
图3. 抗体聚集位点的预测
 
Ref:Mahiuddin Ahmed,Yehuda Goldgur,Jian Hu,et al.Plos One.2013,8(5):e63359