Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu antikor homolojisi modelleme tahmin protokolünü, antikor-reseptör Pyrx yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyon takip eder. Bu üç ana yöntem, doğru antikor-reseptör bağlanma alanlarını ve nihai yapının bağlanma stabilitesini görselleştirmek için kullanılır.
Tek zincirli fragman değişken (scFv) antikorları daha önce bir (Gly4-Ser) 3 bağlayıcı ile birleştirilen değişken hafif ve ağır zincirlerden yapılmıştır. Bağlayıcı, bir döngü yapısı olarak moleküler modelleme yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Burada, epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) ile etkileşime giren tam bir scFv antikorununin silico analizi için bir protokol sunuyoruz. Protein-protein kenetlenmesinin Pyrx ve etkileşimli scFv antikoru ve EGFR'nin moleküler dinamik simülasyonu ile homoloji modellemesi İlk olarak, yazarlar homoloji modellemesi için bir protein yapısı modelleme programı ve Python kullandılar ve antikor scFv yapısı homoloji için modellendi. Araştırmacılar, yerleştirme çalışmasında bir platform olarak Pyrx yazılımını indirdiler. Moleküler dinamik simülasyon, modelleme yazılımı kullanılarak çalıştırıldı. Sonuçlar, MD simülasyonu enerji minimizasyonuna tabi tutulduğunda, protein modelinin en düşük bağlanma enerjisine (-5.4 kcal/M) sahip olduğunu göstermektedir. Ek olarak, bu çalışmadaki MD simülasyonu, kenetlenmiş EGFR-scFv antikorunun, yapının hareketi keskin bir şekilde 7.2 Å'ye yükseldiğinde 20-75 ns için stabil olduğunu gösterdi. Sonuç olarak, in silicoanalizler yapıldı ve scFv antikorunun moleküler yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyonları, tasarlanan immün-terapötik ilaç scFv'nin EGFR için spesifik bir ilaç tedavisi olarak etkinliğini kanıtladı.
Proteindeki (ligand ve reseptör) konformasyonel değişiklikler her zaman yapıya dayalı işlevlere dayalı olarak meydana gelir. Proteinin olası bağlanma oluklarının incelenmesi ve kararlı bağlanma etkileşiminin tahmini, insan vücudunda daha iyi kullanım için ilaçlar hazırlamak için gelişmiş bir yöntemdir. Homoloji modellemesi ve ardından yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyon, spesifik kişiselleştirilmiş tıp 1,2 olarak kullanılan reseptörlerin kalıntıları ve yapılandırılmış antikorlar arasındaki kararlı bağlanma etkileşimlerinin doğru bir şekilde tahmin edilmesi için basit bir yöntemdir. Tahmin edilen model yapısı, ligand-reseptör bağlanma bölgelerinde, özellikle antikor-reseptör arayüzünde konformasyonel değişiklikler ve yeniden düzenlemeler gösterebilir. Bu değişikliklerin yan zincirlerin dönüşü, küresel yapısal dönüşüm veya daha karmaşık değişiklikler gibi birçok nedeni vardır. Homoloji modellemesinin ana nedeni, bir proteinin üçüncül yapısını birincil yapısından 2,3 ayırt etmektir.
Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR) adı verilen bir tirozin kinaz reseptörü, kanser hücrelerinde apoptoz 4,5, farklılaşma 6,7, hücre döngüsü ilerlemesi 8,9, gelişme 9,10 ve transkripsiyon11 dahil olmak üzere birçok biyolojik rol oynar. EGFR, meme kanseri için iyi bilinen terapötik hedeflerden biridir12. EGFR gibi düzenli kinaz aktivitesinin aşırı ekspresyonu genellikle birçok kanser inhibitörü tarafından baskılanabilen kanser hücresi ilerlemesine yol açar13. Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR), bu reseptöre karşı çalışmak üzere özel olarak yapılandırılmış tek zincirli fragman değişkeni için bir reseptör olarak kullanıldı. Tahmin edilen yapısı, antikor bağlanma aktivitesini test etmek için kullanıldı.
Bu çalışmada, scFv antikor yapısı Python script ile modelleme yazılımı ve homoloji modelleme yöntemi kullanılarak modellenmiştir14,15. Reseptörlerin ve ligandların protein ve amino asit dizilerinden bir homoloji modeli oluşturulabilir16,17. Ek olarak, küçük moleküllü ligandların doğru hedef bağlanma bölgesine nasıl bağlanacağını tahmin etmek için moleküler yerleştirme gibi gelişmiş biyoinformatik teknolojiler kullanıldı. Yerleştirme, birden fazla hastalığa yönelik yeni ilaçların geliştirilmesini dengeleyecektir. Bağlanma davranışı dikkate alınır 5,18.
Ayrıca, moleküler yerleştirme, ligand-reseptör bağlanma gelişimini kolaylaştırmak ve hızlandırmak için kritik bir tekniktir. Moleküler yerleştirme, bilim adamlarının bir hedef proteine karşı bir ligand kütüphanesini sanal olarak taramasını ve ligandların hedef reseptör proteinine bağlanma konformasyonlarını ve afinitelerini tahmin etmesini sağlar. Moleküler dinamik simülasyon (MNS), kalıntıların uzayda nasıl hareket ettiğini gösterir, reseptörlerine doğru antikor hareketlerini simüle eder ve son olarak antikor tasarım çabalarını bilgilendirir. Bu çalışma, scFv antikorunun EGFR'ye nasıl bağlandığına ve MD simülasyonunda bu bağlanmanın enerji ve zamanının tespitine karar veren ızgara kutusu boyutlarının yeni bir tahminidir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. Tek zincirli parça değişkenli (scFv) proteinin ikincil yapı tahminleri
2. Şablon seçimi ve scFv ve EGFR 3D yapı tahmini ve homoloji modellemesi
3. Reseptör ikincil yapı tahmini ve değerlendirilmesi
4. Protein-protein yerleştirme
5. EGFR-scFv antikor yerleştirme kompleksinin moleküler dinamik simülasyonu (MD simülasyonu)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Faj görüntüleme teknolojisi kullanılarak, scFv geni anti-EGFR, fare B hücreli hibridoma hattı C3A820,21'den oluşturuldu. VH ve VL yapılarının tek zincirli parça değişkeni (scFv) yapı modelleri, Chua ve ark.22'ye göre ayrı ayrı inşa edilmiştir. Daha sonra modeller RasMol kullanılarak üretilen kurdeleler olarak görünür hale geldi. Daha sonra, moleküler modelleme yazılımı kullanıl...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
EGFR, meme kanserinin birincil hedef reseptörüdür. EGFR aşırı ekspresyonu dünya çapında meme kanseri vakalarını artırmaktadır. Bu arada, tek zincirli fragman değişkenleri gibi spesifik antikorlar, kan dolaşımı yoluyla kolayca hareket eden ve vücutta hızlı bir temizleme oranına sahip olan antikorlardır. Antikorlar akıllıca bir çözüm ve etkili bir immünoterapi ilacıdır37. Bu nedenle, yapıya dayalı ilaç tasarımı, özellikle bir hed...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Hiç kimse.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Autodock software | Center for Computational structural Biology | AutoDock (scripps.edu) | |
Desmond Maestro 19.4 software | Schrodinger | www.schrodinger.com | |
Download Discovery Studio 2021 | Dassault Systems | https://discover.3ds.com/discovery-studio-visualizer-download. | |
Modeler Version 9.24[17] | University of California | https://salilab.org/modeller/9.24/release.html | |
Pictorial database of 3D structures (pdbsum) | EMBL-EBI | www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/pdbsum/ | |
PyMOL software | Schrodinger | PyMOL | pymol.org | |
Pyrx software | Sourceforge | Download PyRx - Virtual Screening Tool (sourceforge.net) | |
Python script 3.7.9 shell from the window (64) | Python | Python Release Python 3.7.9 | Python.org | |
SPDBV software | Expasy | http://spdbv.vital-it.ch/disclaim.html |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır