Redesigning an antibody H3 loop by virtual screening of a small library of human germline-derived sequences
Notice bibliographique
Résumé
The design of superior biologic therapeutics, including antibodies and engineered proteins, involves optimizing their specific ability to bind to disease-related molecular targets. Previously, we developed and applied the Assisted Design of Antibody and Protein Therapeutics (ADAPT) platform for virtual affinity maturation of antibodies (Vivcharuk et al. in PLoS One 12(7):e0181490, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181490 , 2017). However, ADAPT is limited to point mutations of hot-spot residues in existing CDR loops. In this study, we explore the possibility of wholesale replacement of the entire H3 loop with no restriction to maintain the parental loop length. This complements other currently published studies that sample replacements for the CDR loops L1, L2, L3, H1 and H2. Given the immense sequence space theoretically available to H3, we focused on the virtual grafting of over 5000 human germline-derived H3 sequences from the IGMT/LIGM database increasing the diversity of the sequence space when compared to using crystalized H3 loop sequences. H3 loop conformations are generated and scored to identify optimized H3 sequences. Experimental testing of high-ranking H3 sequences grafted into the framework of the bH1 antibody against human VEGF-A led to the discovery of multiple hits, some of which had similar or better affinities relative to the parental antibody. In over 75% of the tested designs, the re-designed H3 loop contributed favorably to overall binding affinity. The hits also demonstrated good developability attributes such as high thermal stability and no aggregation. Crystal structures of select re-designed H3 variants were solved and indicated that although some deviations from predicted structures were seen in the more solvent accessible regions of the H3 loop, they did not significantly affect predicted affinity scores.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».