Effect of framework and complementarity determining region H1 charge on the human VH-B1a domain expression, folding, stability, and solubility
Notice bibliographique
Résumé
Many difficulties related to using antibodies in diagnostic and therapeutic applications can sometimes be circumvented by using smaller, less complex single domain antibodies based on variable heavy chain (VH) domain constructs such as camelid VHH domains. However, VH domains have their own limitations, including an increased tendency to aggregate. VH domains often contain hydrophobic residues within their complementarity-determining regions (CDRs) that facilitate binding to target antigens but can also mediate VH domain aggregation, which is a concern for therapeutic applications since this can trigger immune responses. In this study, we engineered the human VH-1Ba domain to improve its stability and solubility by introducing charged amino acids in the VH domain framework region and CDRH1. We followed two strategies to improve the stability and solubility of VH domains. First, we introduced positive and negatively charged amino acids in the framework region of an autonomous human VH domain (VH-B1a) and observed the effect of framework net charge on VH domain refolding, stability, and solubility. Introducing positive charge into the VH-B1a framework increased its thermostability but slightly lowered its refolding ability and solubility. We were not able to obtain correctly folded negatively charged (-VH) VH domains. Second, we introduced a series of positive and negatively charged amino acids in the CDRH1 loop of near-neutral (VH-B1a) and positively charged (+VH) VH domains, and observed their effect on expression, refolding, stability, and solubility. For both the VH-B1a and +VH domains, we observed a decrease in melting temperature (Tm) and room temperature solubility as more negative or positive charged amino acids were added to the CDRH1. The VH-B1a domain had higher room temperature solubility for negative and slightly positive CDRH1 net charges. The + VH domain had higher Tms for all CDRH1 net charges and was better able to tolerate the adverse effects of adding positive charge to CDRH1. We observed a similar response in refolding and solubility of VH-B1a and +VH in response to changes in CDRH1 net charge after temperature-induced denaturation for negative and neutral CDRH1s. We observed a positional effect with a single Lys (31K) and double Lys (31, 32 KK) substitutions in CDRH1, which promoted VH-B1a aggregation and was partially overcome by the +VH domain. In summary, this study provides information for designing VH domains with improved biophysical properties and a +VH domain that will be useful for applications where positive surface charge and CDRH1 are desirable.
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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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».