Analizy strukturalne zmiennej fragmentu pojedynczego łańcucha specyficznej dla receptora naskórkowego czynnika wzrostu za pomocą podejścia in silico

Elham  Omer Mahgoub; Sharvari Kulkarni

doi:10.3791/65894

Method Article

Analizy strukturalne zmiennej fragmentu pojedynczego łańcucha specyficznej dla receptora naskórkowego czynnika wzrostu za pomocą podejścia in silico

DOI:

10.3791/65894

⸱

November 10th, 2023

Elham Omer Mahgoub¹ , Sharvari Kulkarni²

¹College of Arts and Sciences, Qatar University, ²Amity University

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół przewidywania modelowania homologii przeciwciał jest kontynuowany przez dokowanie przeciwciało-receptor Pyrx i symulację dynamiki molekularnej. Te trzy podstawowe metody są wykorzystywane do wizualizacji dokładnych obszarów wiązania przeciwciało-receptor i stabilności wiązania końcowej struktury.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przeciwciała przeciwko zmiennym fragmentom pojedynczego łańcucha (scFv) były wcześniej zbudowane ze zmiennych lekkich i ciężkich łańcuchów połączonych łącznikiem (Gly4-Ser) 3. Łącznik został stworzony przy użyciu oprogramowania do modelowania molekularnego jako struktura pętli. W tym miejscu przedstawiamy protokół analizyin silico kompletnego przeciwciała scFv, które oddziałuje z receptorem naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR). Modelowanie homologii, z Pyrx dokowania białko-białko i dynamiczna symulacja molekularna oddziałującego przeciwciała scFv i EGFR Po pierwsze, autorzy wykorzystali program do modelowania struktury białka i Python do modelowania homologii, a struktura przeciwciała scFv została zamodelowana pod kątem homologii. Badacze pobrali oprogramowanie Pyrx jako platformę w badaniu dokowania. Symulację dynamiki molekularnej przeprowadzono przy użyciu oprogramowania do modelowania. Wyniki pokazują, że gdy symulacja MD została poddana minimalizacji energii, model białkowy miał najniższą energię wiązania (-5,4 kcal/M). Ponadto symulacja MD w tym badaniu wykazała, że zadokowane przeciwciało EGFR-scFv było stabilne przez 20-75 ns, gdy ruch struktury gwałtownie wzrósł do 7,2 A. Podsumowując, przeprowadzono analizę in silico, a symulacje dokowania molekularnego i dynamiki molekularnej przeciwciała scFv dowiodły skuteczności zaprojektowanego leku immunologicznego scFv jako swoistej terapii lekowej dla EGFR.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zmiany konformacyjne w białku (ligand i receptor) zawsze zachodzą w oparciu o funkcje oparte na strukturze. Badanie możliwych rowków wiążących białko i przewidywanie stabilnej interakcji wiązania jest zaawansowaną metodą przygotowania leków do lepszego zastosowania w organizmie człowieka. Modelowanie homologii, a następnie dokowanie i symulacja dynamiki molekularnej to prosta metoda dokładnego przewidywania stabilnych interakcji wiązania między resztami receptorów i skonstruowanych przeciwciał, które są używane jako specyficzna medycyna spersonalizowana¹^,². Przewidywana struktura modelu może wykazywać zmiany k....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przewidywania dotyczące struktury drugorzędowej białka o zmiennej pojedynczego fragmentu łańcucha (scFv)

Zbuduj strukturę 3D białka o zmiennej jednołańcuchowej (scFv) za pomocą banku danych białek BLAST (PDB), numeracji KABAT i oprogramowania do modelowania. scFv składa się z łącznika (Gly4-Ser), który łączy zmienny łańcuch ciężki (VH) i zmienny łańcuch lekki (VL).
Użyj oprogramowania do modelowania molekularnego, aby zbudować łącznik jako strukturę pętli i wykonaj wszystkie te metody zgodnie z opisem w poprzednich badaniach²^,¹⁹^,²⁰.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Korzystając z technologii wyświetlania fagów, gen anty-EGFR scFv został stworzony z mysiego hybrydoma komórek B linii C3A8²⁰^,²¹. Modele struktury struktur VH i VL z pojedynczym fragmentem łańcucha (scFv) zostały zbudowane oddzielnie, zgodnie z Chua et al.²². Następnie modele były widoczne jako wstęgi wyprodukowane przy użyciu RasMol. Następnie, za pomocą oprogramowania do modelowania molekularnego, użyto syntetycznego peptydu [Gly4Ser)3 do.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

EGFR jest głównym receptorem docelowym raka piersi. Nadekspresja EGFR zwiększa liczbę przypadków raka piersi na całym świecie. Tymczasem specyficzne przeciwciała, takie jak zmienne pojedynczego fragmentu łańcucha, są przeciwciałami, które łatwo przemieszczają się przez krążenie krwi i mają szybki wskaźnik klirensu w organizmie. Przeciwciała są mądrym rozwiązaniem i skutecznym lekiem immunoterapeutycznym³⁷. W związku z tym projektowanie leków w oparciu o strukturę musi identyfikować leki hamujące, .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Comments
Oprogramowanie Autodock	Centrum Obliczeniowej Biologii Strukturalnej	AutoDock (scripps.edu)
Oprogramowanie Desmond Maestro 19.4	Schrödinger	www.schrodinger.com
Pobierz Discovery Studio 2021	Systemy	https://discover.3ds.com/discovery-studio-visualizer-download.
Wersja programu Modeler 9.24[17]	Uniwersytet Kalifornijski	https://salilab.org/modeller/9.24/release.html
Obrazkowa baza danych struktur 3D (pdbsum)	EMBL-EBI	www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/pdbsum/
Oprogramowanie PyMOL	Schrödinger	PyMOL \| pymol.org
Oprogramowanie Pyrx	Kuźnia	Pobierz PyRx - Virtual Screening Tool (sourceforge.net)
Skrypt Pythona 3.7.9 powłoka z okna (64)	Python	Python Release Python 3.7.9 \| Python.org
Oprogramowanie SPDBV	Expasy	http://spdbv.vital-it.ch/disclaim.html

Dassault źródłowa

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Clark, J. J., Orban, Z. J., Carlson, H. A. Predicting binding sites from unbound versus bound protein structures. Sci Rep. 10 (1), 15856(2020).
Huang, Y., et al. A stepwise docking molecular dynamics approach....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Analizy strukturalne zmiennej fragmentu pojedynczego łańcucha specyficznej dla receptora naskórkowego czynnika wzrostu za pomocą podejścia in silico

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles