免疫组学研究
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抽象的

抗体蛋白结合界面芳香岛的堆积和能量贡献

吴迪、孙晶、徐天雷、王树宁、李国庆、李一学、曹志伟

背景：从许多实验和统计结果来看，一些芳香族残基（例如Tyr和Trp）在抗体结合界面的富集和重要性已被广泛关注，其中一些甚至被确定为“热点”，对抗体结合界面的贡献显着更大。结合亲和力高于其他氨基酸。然而，这些芳香残基如何影响免疫结合仍值得进一步研究。对界面 Tyr 或 Trp 残基周围的局部空间环境进行了大规模检查。然后研究了这些 Tyr 和 Trp 残基对结合亲和力的能量贡献，涉及 PDB 数据库和 IMGT/3DstructDB 中覆盖 509 个免疫复合物的 82 个代表性抗体界面。

结果：界面残基的连通性分析表明，Tyr 和 Trp 倾向于聚集成空间芳香岛 (AI)，而不是随机分布在抗体界面处。在 82 个抗体-抗原复合物中，72% (59) 个界面被发现含有超过 3 个芳香族残基的 AI。针对经验分布的统计检验表明，AI 的存在在约 60% 的代表性抗体界面中很显着。其次，实际拥挤状态和独立状态之间芳香残基侧链的溶剂可及表面积（SASA）损失与AI尺寸以线性正方式增加密切相关，这表明AI中的芳香侧链倾向于采取界面处紧凑且有序的堆叠构象。有趣的是，

结论：我们的研究结果揭示了抗体界面上由空间聚集的酪氨酸和色氨酸残基组成的“芳香岛”（AI）的广泛存在和统计意义。AI中芳香族侧链的规则排列和堆叠可能会对结合亲和力产生额外的协同效应，这是通过大规模数据分析首次观察到的。这项工作的发现不仅提供了对芳香残基在抗体-抗原相互作用中的功能作用的见解，而且还可能促进抗体工程和潜在的临床应用。