从新冠Spike蛋白抗原抗体复合物探究表位与抗体的空间识别关系

作     者：王彩翠 毛甜甜 裘天颐 汪源 郑根徽 曹志伟 WANG Caicui;MAO Tiantian;QIU Tianyi;WANG Yuan;ZHENG Genhui;CAO Zhiwei

作者机构：同济大学生命科学与技术学院上海200092 复旦大学附属中山医院上海200032 复旦大学生命科学学院上海200433 

出 版 物：《中国现代应用药学》 (Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy)

年 卷 期：2022年第39卷第21期

页      面：2850-2855页

核心收录：

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100701[医学-药物化学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32070657) 

主　　题：抗原表位 抗体 CDR 层次聚类 SARS-CoV-2 

摘      要：目的 基于新冠Spike蛋白抗原抗体复合物结构数据,探究表位与抗体的空间识别关系。方法 基于718对新冠Spike蛋白抗原抗体复合物结构数据,首先分析抗原表位分布的热点区域及抗体基因片段使用偏好性;其次对抗原抗体结合界面提取抗原空间表位和CDR结构,分别构建抗原空间表位的相似性聚类树以及对应抗体重链CDR结构的相似性聚类树,通过比较对应聚类树之间的相似性评估抗原空间表位与抗体CDR结构的整体识别关系。结果 表位位点中94.02%分布于RBD,4.44%分布于NTD,且前10位热点位置均分布于RBM;抗体VJ基因的偏好性片段为IGHV3-30/IGHJ4和IGHV1-58/IGHJ3。空间表位聚类树与对应抗体CDR结构聚类树之间的相似性显著高于随机聚类树,提示表位与CDR结构存有内在关联。进一步分析数据发现,免疫原性相似的抗原表位,会被结构相似的CDR结构识别,且CDR3结构的贡献最大。结论 从目前数据来看,表位位点分布以RBD区域为主,抗体IGHV3-30/IGHJ4和IGHV1-58/IGHJ3片段突出,相似的抗原空间表位会被相似的CDR结构识别,这些发现为后续的新冠病毒抗体设计及优化提供一定的理论支撑。