910 likes | 1.07k Views
APROXIMACIÓ ESTRUCTURAL AL CAS TGN1412. Aparicio E, Esteve A, Fandos N, Gómez V, Lahuerta N, Llopis A, Moros A, Rocasalbas M, Rovira P, Ruiz A, Titos I. Grup F. Ja s’ha vist que el seguiment de protocols per l’estudi era correcte per la normativa vigent del moment.
E N D
APROXIMACIÓ ESTRUCTURAL AL CAS TGN1412 Aparicio E, Esteve A, Fandos N, Gómez V, Lahuerta N, Llopis A, Moros A, Rocasalbas M, Rovira P, Ruiz A, Titos I Grup F
Ja s’ha vist que el seguiment de protocols per l’estudi era correcte per la normativa vigent del moment. No obstant això, no se sap si amb la dosi MABEL es donarien els mateixos efectes. Podria haver-hi altres causes dels efectes? Nivell molecular?
Índex • CD28 I IMMUNOGLOBULINES • PREGUNTES • RELACIONS EVOLUTIVES • MODELATGE 1. Obtenció de seqüències: 1.1 Seqüències originals 1.2 Seqüències humanitzades 2. Modelatge creació paral·lela d’ Ac 2.1 Procediment 2.2 Patrons escollits 2.3 Avaluació dels models 2.4 Dinàmica molecular dels models • INTERACCIONS TGN1412 – CD28 1. Heavy Chain – Light Chain 2. Fab – CD28 • INTERACCIONS Fab – Fc: AGREGATS • CD28 i CTLA4 • CONCLUSIONS • Basat en varis patrons • Basat en 1 patró murí • Basat en 1 patró humà
Classificació SCOP Ig CLASSE all beta proteins PLEGAMENT immunoglobulin-like beta-sandwich SUPERFAMÍLIA immunoglobulin 4 FAMÍLIES V set domains (antibody variable domain-like) C1 set domains (antibody constant domain-like) C2 set domains I set domains
CDR2 CDR3 VH VL CDR1 CDR1 CH CL CDR2 CDR3 CDR2 CDR3 CDR1 CDR1 CDR3 CDR2 Estructura IgG
Estructura CD28 V set domain • Receptor fisiològic de CD80 i CD86 • Homodímer de 44 kDa • domini extracel·lular IgV-like 5 + 4 ß i ß-bulge • regió transmembrana • domini intracel·lular ric en motius senyalitzadors • L’estimulació d’aquest receptor provoca: • Inducció flux de calci • Síntesi interleucines IL2
CD28: interaccions CD80, CD86 i els anticossos convencionals s’uneixen a regions distals de la superfície de la membrana i coestimulen la senyalització de TCR, però no provoquen una activació òptima
CD28: interaccions Senyalització intracel·lular depenent del lloc d’interacció: Els anticossos mitogènics s’uneixen a la regió C’’D al costat del receptor i provoquen una activació total de la cèl·lula T
1. Existeix conservació entre CD28 de diferents espècies? Qüestions
2. La humanització de TGN1412 va provocar algun canvi estructural respecte l’Ac murí? Qüestions
3. Les interaccions entre l’estructura cristal·litzada de l’Acmurí amb CD28 i el model de TGN1412 amb CD28 són iguals? Qüestions
4. La regió Fab de TGN1412 és capaç d’interaccionar amb la regió Fc? Qüestions
5. Quines diferències hi ha entre CD28 i CTLA-4 pel que fa a la unió al lligand fisiològic i al superanticòs? Qüestions
RELACIONS EVOLUTIVES 1. Existeix conservació entre CD28 de diferents espècies?
1. Relacions evolutives a ortòleg respecte b i c b, c paràlegs entre sí
Pèptid senyal Regió d’unió del lligand natural Regió extracel·lular Regió transmembrana Epítop del superanticòs Regió citoplasmàtica 1. Relacions evolutives Alineament CD28 Homo sapiens (NM_006139) – Macaca fascicularis (DQ846738) – Oryctolagus cuniculus (NP_001075676) – Mus musculus (NP_031668) CD28Homo_s -MLRLLLALNLFPSIQVTGNKILVKQSPMLVAYDNAVNLSCKYSYNLFSREFRASLHKGLCD28Macac -MLRLLLALNLLPSIQVTGNKILVKQSPMLVAYDNAVNLSCKYSYNLFSREFRASLHKGLCD28Conill MILRLLLAFNFFPSIQGTENKILVKQSPMLVVNNNEVNLSCKYTYNLFSKEFRASLYKGACD28Ratoli MTLRLLFLALNFFSVQVTENKILVKQSPLLVVDSNEVSLSCRYSYNLLAKEFRASLYKGV **** *.* * *********.** * * ***.*.*** ..****** ** CD28Homo_s DSAVEVCVVYGNYSQQLQVYSKTGFNCDGKLGNESVTFYLQNLYVNQTDIYFCKIEVMYPCD28Macac DSAVEVCVVYGNYSQQLQVYSKTGFNCDGKLGNESVTFYLQNLYVNQTDIYFCKIEVMYPCD28Conill DSAVEVCVVNGNFSHPHQFHSTTGFNCDGKLGNETVTFYLKNLYVNQTDIYFCKIEVMYPCD28Ratoli NSDVEVCVGNGNFTYQPQFRSNAEFNCDGDFDNETVTFRLWNLHVNHTDIYFCKIEFMYP * ***** **.. * * . ***** **.*** * ** **.********* ***CD28Homo_s PPYLDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKPFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVCD28Macac PPYLDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKPFWALVVVGGVLACYSLLVTVAFCIFWMCD28Conill PPYLDNEKSNGTIIHVKEQHFCPAHPSPKSSTLFWVLVVVGAVLAFYSMLVTVALFSCWMCD28Ratoli PPYLDNERSNGTIIHIKEKHLCHTQSSP---KLFWALVVVAGVLFCYGLLVTVALCVIWT *******.*******.* .* * . * ** **** ** * .***** * CD28Homo_s RSKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRSCD28Macac RSKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRSCD28Conill KSKKNRLLQSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPARDFAAYRSCD28Ratoli NSRRNRLLQSDYMNMTPRRPGLTRKPYQPYAPARDFAAYRP *.. ***.************ *** ****** ******* 62,44% d’homologia
Pèptid senyal Regió d’unió del lligand natural Regió extracel·lular Regió transmembrana Epítop del superanticòs Regió citoplasmàtica 1. Relacions evolutives Alineament CD28 Homo sapiens (NM_006139) - Macaca fascicularis (DQ846738) SeqA Name Len(aa) SeqB Name Len(aa) Score ======================================================================= 1 CD28Homo 220 2 CD28Maacaca 220 98 ======================================================================= CLUSTAL 2.0.5 multiple sequence alignment CD28HomoMLRLLLALNLFPSIQVTGNKILVKQSPMLVAYDNAVNLSCKYSYNLFSREFRASLHKGLD 60CD28Macaca MLRLLLALNLLPSIQVTGNKILVKQSPMLVAYDNAVNLSCKYSYNLFSREFRASLHKGLD 60********** *************************************************CD28Homo SAVEVCVVYGNYSQQLQVYSKTGFNCDGKLGNESVTFYLQNLYVNQTDIYFCKIEVMYPP 120CD28MacacaSAVEVCVVYGNYSQQLQVYSKTGFNCDGKLGNESVTFYLQNLYVNQTDIYFCKIEVMYPP 120************************************************************CD28HomoPYLDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKPFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVR 180CD28MacacaPYLDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKPFWALVVVGGVLACYSLLVTVAFCIFWMR 180********************************** ******************* ***.*CD28HomoSKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRS 220CD28Macaca SKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRS 220****************************************
Existeix conservació entre CD28 de diferents espècies? • Similitud de seqüència similitud d’estructura • Cap canvi a nivell extracel·lular manteniment epítops • Canvis en regió transmembrana transducció de senyals Existeix conservació en la regió d’interacció de CD28 entre macac i humà
2. La humanització de TGN1412 va provocar algun canvi estructural respecte l’Ac murí? MODELATGE
2.1 Obtenció de seqüències • Seqüències originals Patent TGN1412 • Cadena lleugera (LC) • Cadena pesada (HC) • Seqüències humanitzades • IgG d’Homosapiens 1HZH • CDRs de Mus musculus 1YJD
2.1.1 Seqüències originals • Patent • LC • HC (Fab + Fc) Com separar regió Fab de regió Fc? • Obtenció seqüències aminoacídiques • HC TGN1412 (Fc i Fab) • HC (Fab) de 1YJD • Alineament de seqüències
2.1.1 Seqüències originals 1YJD_H|PDB QVQLQQSGPELVKPGTSVRISCEASGYTFTSYYIHWVKQRPGQGLEWIGCIYPGNVNTNY HCTGN1412 QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTSYYIHWVRQAPGQGLEWIGCIYPGNVNTNY **** *** *. ***.**..** **************.* ******************** 1YJD_H|PDB NEKFKDKATLIVDTSSNTAYMQLSRMTSEDSAVYFCTRSHYGLDWNFDVWGAGTTVTVSS HCTGN1412 NEKFKDRATLTVDTSISTAYMELSRLRSDDTAVYFCTRSHYGLDWNFDVWGQGTTVTVSS ******.*** **** ****.***. *.*.******************** ******** 1YJD_H|PDB AKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTFPAVLQS- HCTGN1412 ASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSS * * ***.**** * . . * .****** ********.****.*.************ 1YJD_H|PDB DLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIVPRDC----------------- HCTGN1412 GLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYGPPCPSCPAPFLGGPSVF **.*** ******. . * **** * * *****.. . 1YJD_H|PDB ------------------------------------------------------------ HCTGN1412 LFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYR 1YJD_H|PDB ------------------------------------------------------------ HCTGN1412 VVSVLTVLHKDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKN 1YJD_H|PDB ------------------------------------------------------------ HCTGN1412 QVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGN 1YJD_H|PDB -------------------------- HCTGN1412 VFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK Alineament HC TGN1412 - HC regió Fab 1YJD
2.1 Obtenció de seqüències • Seqüències originals Patent TGN1412 • Cadena lleugera (LC) • Cadena pesada (HC) • Seqüències humanitzades • IgG d’Homosapiens 1HZH • CDRs de Mus musculus 1YJD
2.1.2 Seqüències humanitzades http://www.bioinf.org.uk/abs/#cdrid
2.1.2 Seqüències humanitzades • LC • IgG Homo sapiens >1HZH:L|PDBID|CHAIN|SEQUENCE EIVLTQSPGTLSLSPGERATFSCRSSHSIRSRRVAWYQHKPGQAPRLVIHGVSNRASGISDRFSGSGSGTDFTLTITRVEPEDFALYYCQVYGASSYTFGQGTKLERKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLRSPVTKSFNRGEC • Model Mus musculus >1YJD:L|PDBID|CHAIN|SEQUENCE DIQMNQSPSSLSASLGDTITITCHASQNIYVWLNWYQQKPGNIPKLLIYKASNLHTGVPSRFSGSGSGTGFTLTISSLQPEDIATYYCQQGQTYPYTFGGGTKLEIKRADAAPTVSIFPPSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTLTLTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRN
2.1.2 Seqüències humanitzades Alineament LC IgG – LC Mus musculus 1hzhL EIVLTQSPGTLSLSPGERATFSCRSSHSIRSRRVAWYQHKPGQAPRLVIHGVSNRASGIS 1yjdL DIQMNQSPSSLSASLGDTITITCHASQNIY-VWLNWYQQKPGNIPKLLIYKASNLHTGVP .* ..*** .** * *. * .*..*. * . ***.***. *.*.* ** .*. 1hzhL DRFSGSGSGTDFTLTITRVEPEDFALYYCQVYGASSYTFGQGTKLERKRTVAAPSVFIFP 1yjdL SRFSGSGSGTGFTLTISSLQPEDIATYYCQQGQTYPYTFGGGTKLEIKRADAAPTVSIFP ********* *****. ..*** * **** . **** ***** **. ***.* *** 1hzhL PSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTL 1yjdL PSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTL ** *** ** ***** ******.. *.**.*.. . .. * *.*********.**** 1hzhL TLSKADYEKHKVYACEVTHQGLRSPVTKSFNRGEC 1yjdL TLTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRN-- **.* .**.* *.** **. **. *****.
2.1.2 Seqüències humanitzades • HC • IgG Homo sapiens >1HZH:H|PDBID|CHAIN|SEQUENCE QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCQASGYRFSNFVIHWVRQAPGQRFEWMGWINPYNGNKEFSAKFQDRVTFTADTSANTAYMELRSLRSADTAVYYCARVGPYSWDDSPQDNYYMDVWGKGTTVIVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKAE • Model Mus musculus >1YJD:H|PDBID|CHAIN|SEQUENCE QVQLQQSGPELVKPGTSVRISCEASGYTFTSYYIHWVKQRPGQGLEWIGCIYPGNVNTNYNEKFKDKATLIVDTSSNTAYMQLSRMTSEDSAVYFCTRSHYGLDWNFDVWGAGTTVTVSSAKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTFPAVLQSDLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIVPRDC
2.1.2 Seqüències humanitzades Alineament HC Fab IgG – HC Mus musculus 1yjdH -VQLQQSGPELVKPGTSVRISCEASGYTFTSYYIHWVKQRPGQGLEWIGCIYPGNVNTNY 1hzhH QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCQASGYRFSNFVIHWVRQAPGQRFEWMGWINPYNGNKEF *** ***.*: ***:**::**:**** *:.: ****:* *** :**:* * * * *.:: 1yjdH NEKFKDKATLIVDTSSNTAYMQLSRMTSEDSAVYFCTRS-HYGLD------WNFDVWGAG 1hzhH SAKFQDRVTFTADTSANTAYMELRSLRSADTAVYYCARVGPYSWDDSPQDNYYMDVWGKG . **:*:.*: .***:*****:* : * *:***:*:* *. * : :**** * 1yjdH TTVTVSSAKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTF 1hzhH TTVIVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTF *** ****.*. ***:****.* : :.. .:******.********:****:*:****** 1yjdH PAVLQS-DLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIV-------------- 1hzhH PAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKAEPKSCDKTHTCPPCP ****** .**:*** ******: ::* *** * .*.******
2.2 Modelatge anticòs • MODEL TGN1412 AMB MÚLTIPLES PATRONS • MODEL TGN1412 AMB UN PATRÓ (1YJD) • MODEL TGN1412 HUMANIZAT (1HZH + 1YJD) • Divisió del modelatge en tres parts: • Cadena lleugera • Cadena pesada regió Fab • Cadena pesada regió Fc
2.2.1 Procediment LC HC Fab HC Fc 1. CERCA DE PATRONSPSI-BLAST Crear matriu de pesos amb Swissprot Cerca de patrons amb PDB MODELS AMB MÚLTIPLES PATRONS
2.2.1 Procediment MODELS AMB UN PATRÓ 2. ALINEAMENT Basat en estructura STAMP, HMMER Basat en seqüència CLUSTALW, HMMER 3. CONSTRUCCIÓ DEL MODEL MODELLER
2.2.1 Procediment 4. AVALUACIÓ DELS MODELS Energètica PROSA Estereoquímica PROCHECK 5. SUPERPOSICIÓ STAMP 6. DINÀMICA MOLECULAR MOLARIS
2.2.2 Patrons escollits LC • Seqüència original amb múltiples patrons: Score E Sequences producing significant alignments: (bits) Value pdb|2FGW|2FGW-L Fab fragment of a humanized version of the anti-... 204 2e-53 pdb|1VGE|1VGE-L tr1.9 fabfragment: fab fragment of a human igg1 ... 201 1e-52 pdb|1FNS|1FNS-L immunoglobulin nmc-4 igg1fragment: fab fragment,... 197 2e-51 pdb|6FAB|6FAB-L Antigen-binding fragment of the murine anti-phen... 195 1e-50 pdb|1YJD|1YJD-L • Seqüènciaoriginal i humanitzada amb un patró: pdb|1YJD|1YJD-L
2.2.2 Patrons escollits HC Fab • Seqüència original amb múltiples patrons: • Seqüència original i humanitzada amb un patró: Sequences producing significant alignments: (bits) Value pdb|1FVE|1FVE-B Fab fragment of humanized antibody 4d5, version 7 157 3e-39 pdb|1HIL|1HIL-B Igg2a fab fragment (fab 179) 155 1e-38 pdb|1KNO|1KNO-B igg2a fab fragment cnj206 152 1e-37 pdb|1YJD|1YJD-H pdb|1YJD|1YJD-H
2.2.2 Patrons escollits HC Fc Sequences producing significant alignments: (bits) Value pdb|1ADQ|1ADQ-A igg4 reafragment: fc; biological_unit: dimer;rf-... 393 e-110 pdb|1E4K|1E4K-A low affinity immunoglobulin gamma fc receptor ii... 391 e-110 pdb|1DN2|1DN2-A immunoglobulin lambda heavy chainfragment: fc fr... 387 e-108 pdb|1FC1|1FC1-A Fc fragment (igg1 class) 379 e-106 pdb|1FRT|1FRT-C Fc receptor (neonatal) complexed with fc (igg) (... 378 e-106 Seqüència original amb múltiples patrons:
2.2.3 Avaluació models • Avaluació energètica • LC • HC Fab • HC Fc • Avaluació estereoquímica • LC • HC Fab • HC Fc
2.2.3 Avaluació energètica LC Model TGN1412 amb múltiples patrons SEQÜÈNCIA ESTRUCTURA Model TGN1412 amb un patró Model TGN1412 humanitzat
2.2.3 Comparació millors models LC TGN1412 múltiples patrons TGN1412 un patró TGN1412 humanitzat
Alineament LC 1YJD- LC TGN1412 SeqA Name Len(aa) SeqB Name Len(aa) Score ========================================================= 1 LCTGN1412 214 2 1YJDL 212 75 ========================================================= CLUSTAL 2.0.5 multiple sequence alignment LCTGN1412 DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCHASQNIYVWLNWYQQKPGKAPKLLIYKASNLHTGVPS 60 1YJDL DIQMNQSPSSLSASLGDTITITCHASQNIYVWLNWYQQKPGNIPKLLIYKASNLHTGVPS 60 ****.*********:** :**********************: ***************** LCTGN1412 RFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQGQTYPYTFGGGTKVEIKRTVAAPSVFIFPP 120 1YJDL RFSGSGSGTGFTLTISSLQPEDIATYYCQQGQTYPYTFGGGTKLEIKRADAAPTVSIFPP 120 *********.************:********************:****: ***:* **** LCTGN1412 SDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLT 180 1YJDL SSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTLT 180 *.***.** *****:******:: :*:**:*.: :... :* *:*********:***** LCTGN1412 LSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC 214 1YJDL LTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRN-- 212 *:* :**:*: *:**.**: :**:.*****.
2.2.3 Avaluació energètica LC 1YJD E combinada E parelles E superfície
2.2.3 Avaluació energètica HC Fab Model TGN1412 amb múltiples patrons ESTRUCTURA SEQÜÈNCIA Model TGN1412 amb un patró Model TGN1412 humanitzat
2.2.3 Comparació millors models HC Fab TGN1412 múltiples patrons TGN1412 un patró TGN1412 humanitzat
Alineament HC 1YJD- HC TGN1412 SeqA Name Len(aa) SeqB Name Len(aa) Score ========================================================= 1 HCTGN1412 223 2 1YJDH 217 75 ========================================================= CLUSTAL 2.0.5 multiple sequence alignment HCTGN1412 QVQLVQSGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTSYYIHWVRQAPGQGLEWIGCIYPGNVNTNY 60 1YJDH -VQLQQSGPELVKPGTSVRISCEASGYTFTSYYIHWVKQRPGQGLEWIGCIYPGNVNTNY 59 *** ***.*: ***:**::**:**************:* ******************** HCTGN1412 NEKFKDRATLTVDTSISTAYMELSRLRSDDTAVYFCTRSHYGLDWNFDVWGQGTTVTVSS 120 1YJDH NEKFKDKATLIVDTSSNTAYMQLSRMTSEDSAVYFCTRSHYGLDWNFDVWGAGTTVTVSS 119 ******:*** **** .****:***: *:*:******************** ******** HCTGN1412 ASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSS 180 1YJDH AKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTFPAVLQS- 178 *.*. ***:**** * : ::* .:******.********:****:*:************ HCTGN1412 GLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYG 223 1YJDH DLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIV---- 217 .**:*** ******: ::* **** * .*.*****::
2.2.3 Avaluació energètica HC 1YJD E combinada E parelles E superfície