У антител E2/B5, E4/C2, B5/C3 он имеет более или менее плоскую форму, а у E2/G2 и B7 сайт связывания представлен оформленной полостью. У B5/C3 обнаружена полость внутри антитела.
Затем, передо мной встала задача сделать докинг.
В качестве лиганда (антигена) я использовал 2,4-D Гербицид. Он применяется в сельском хозяйстве для борьбы с двудольными сорняками. Для моделирования пространственной структуры этого гербицида использовалась программа ACD/ChemSketch. Для докинга я использовал программу AutoDockTools-1.5.6 Для всех антител я использовал следующие параметры: Разрешение сетки для расчета энергии связывания (Grid)-220; количество генерируемых структур-17. Программа генерировала 17 структур, распределила их по кластерам (группам). В дальнейшем, я буду рассматривать и анализировать только представительные структуры из кластеров.
Для самого докинга использовался генетический алгоритм, основанный на эволюционной модели Ламарка. (Lamacian genetic algorithm)
Генетический алгоритм - это алгоритм поиска, работающий по принципу случайного подбора и комбинирования искомых параметров, подобно тому как это происходит в природе. Отличительной особенностью генетического алгоритма является акцент на использование. Особо важен в алгоритме оператор " скрещивания", который производит рекомбинирует возможные решения задачи, таким образом, повторяя скрещивание в природе.
Результаты докинга B5/C3 и B7
B5/C3
Программа разбила 17 структур на 4 кластера. Представительные структуры из каждого кластера:15,7,13,8. Они обладают наименьшей энергией в своей группе. При ближайшем рассмотрении, оказалось, что лиганд связывается именно в сайте связывания только в четвертом кластере.
На иллюстрациях приведена визуализация антитела B5/C3, связанного с гербицидом из четвертого представительного кластера. Наши предположения подтвердились: антиген не может быть связан внутри полости.
B7
Программа разбила 17 структур на 2 кластера с минимальными энергиями -5.9 и -5.4. Представительные структуры из каждого кластера:17,11. На иллюстрациях - антитело B7 с гербицидом в двух положениях. Наши предположения подтвердились: антиген связывается в полости связывания.
Выводы
1. Мы смоделировали 5 структур антител
2. Мы описали сайты связывания для каждой из структур
3. Мы провели автоматическое моделирование комплекса с лигандом для одной из структур
Литература
1. Brichta J., Frбnek M. Identification of monoclonal antibodies against 2, 4-D herbicide by ELISA and DNA sequencing //Journal of agricultural and food chemistry. - 2003. - Т. 51. - №. 21. - С. 6091-6097
2. Antibody. Wikipedia, the free encyclopedia. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Antibody (Дата посещения 18.4.14)
3. Using AutoDock 4 with AutoDockTools. URL :http://autodock.scripps.edu/faqs-help/tutorial/using-autodock-4-with-autodocktools/2012_ADTtut.pdf (Дата посещения 18.4.14)
4. Sivasubramanian A. et al. Toward high?resolution homology modeling of antibody Fv regions and application to antibody-antigen docking //Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. - 2009. - Т. 74. - №. 2. - С. 497-514.
5. Lyskov S. et al. Serverification of Molecular Modeling Applications: The Rosetta Online Server That Includes Everyone (ROSIE) //PloS one. - 2013. - Т. 8. - №. 5. - С. e63906.