Using phage display for rational engineering of a higher affinity humanized 3’phosphohistidine-specific antibody
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Histidine phosphorylation (pHis) is a non-canonical post-translational modification (PTM) that is historically understudied due to a lack of robust reagents that are required for its investigation, such as high affinity pHis-specific antibodies. Engineering pHis-specific antibodies is very challenging due to the labile nature of the phosphoramidate (P-N) bond and the stringent requirements for selective recognition of the two isoforms, 1-phosphohistidine (1-pHis) and 3-phosphohistidine (3-pHis). Here, we present a strategy for in vitro engineering of antibodies for detection of native 3-pHis targets. Specifically, we humanized the rabbit SC44-8 anti-3-pTza (a stable 3-pHis mimetic) mAb into a scaffold (herein referred to as hSC44) that was suitable for phage display. We then constructed six unique Fab phage-displayed libraries using the hSC44 scaffold and selected high affinity 3-pHis binders. Our selection strategy was carefully designed to enrich antibodies that bound 3-pHis with high affinity and had specificity for 3-pHis versus 3-pTza. hSC44.20N32F L , the best engineered antibody, has an ∼10-fold higher affinity for 3-pHis than the parental hSC44. Eleven new Fab structures, including the first reported antibody-pHis peptide structures were solved by X-ray crystallography. Structural and quantum mechanical calculations provided molecular insights into 3-pHis and 3-pTza discrimination by different hSC44 variants and their affinity increase obtained through in vitro engineering. Furthermore, we demonstrate the utility of these newly developed high-affinity 3-pHis-specific antibodies for recognition of pHis proteins in mammalian cells by immunoblotting and immunofluorescence staining. Overall, our work describes a general method for engineering PTM-specific antibodies and provides a set of novel antibodies for further investigations of the role of 3-pHis in cell biology. Significance Statement Histidine phosphorylation is an elusive PTM whose role in mammalian cell biology is largely unknown due to the lack of robust tools and methods for its analysis. Here we report the development of antibodies with unprecedented affinity and specificity towards 3-pHis and present the first crystal structures of a pHis peptide in complex with an antibody. Finally, we show how these antibodies can be used in standard molecular biology workflows to investigate pHis-dependent biology.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».