Molecular and Structural Studies of Antibody Diversity Mechanisms
抗体多样性机制的分子和结构研究
基本信息
- 批准号:9982985
- 负责人:
- 金额:$ 39.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-09-30 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Active SitesAmino AcidsAntibodiesAntibody DiversityAntibody FormationAntibody RepertoireAntigen TargetingAntigensAreaBindingBiochemicalBiologicalBiological Response ModifiersCattleCellsCellular AssayColorComplementarity Determining RegionsComplexCysteineDataDiagnosticDiagnostics ResearchDisulfidesElectron MicroscopyEnzyme ActivationEnzymesEpitopesEventFab ImmunoglobulinsFamilyFlow CytometryGene MutationGenesGeneticGenetic StructuresHIVHIV AntibodiesHIV-1HumanImmune responseImmunizationImmunizeImmunoglobulin GImmunoglobulin Somatic HypermutationIn VitroInfectious AgentInvestigational TherapiesIon ChannelLabelLeftLengthLightMapsMatrix MetalloproteinasesMediatingMedicineMetalloproteasesMethodsModelingMolecularMolecular GeneticsMolecular StructureMusMutagenesisMutateMutationPathway interactionsPatternPlayPolysaccharidesProcessPropertyProteinsReagentRecombinantsRoleSite-Directed MutagenesisStructureSurfaceSystemTertiary Protein StructureTestingTherapeuticTimeV(D)J RecombinationVaccine DesignVaccinesVertebratesViralVirusactivation-induced cytidine deaminaseantibody engineeringantigen bindingantigen challengebasecombinatorialdisulfide bondelectron crystallographyin vivoinsightknob proteinneutralizing antibodynovelresponsetherapeutic candidatevaccine response
项目摘要
Abstract
Antibodies are extremely important as the primary mediators of the immune response to
infectious agents and vaccines, but also as recombinant molecules used as therapeutics,
diagnostics, and research reagents. Thus, understanding the mechanisms by which antibodies
form, bind, and neutralize their targets is very important in multiple biomedical areas. Most
vertebrate antibody repertoires form their diversity through V(D)J recombination, where
combinatorial rearrangement of V, D, and J genes form a vast repertoire where the
complementarity determining regions (CDRs) form a relatively flat binding surface for interaction
with antigen. Remarkably, cows appear to have a different mechanism for generating diversity
and binding antigen; cow antibodies have particularly long CDR H3 regions, a subset of which
can be over 70 amino acids long, which form -ribbon “stalk” and disulfide-bonded “knob”
minidomains that protrude far from the typical antibody surface. Remarkably, antibodies from
this repertoire can potently and broadly neutralize HIV, whereas normal human or mouse
antibody repertoires cannot. Therefore, they have unique abilities to bind and neutralize
particularly challenging antigens. Here we propose studies to understand in molecular detail the
genetic mechanisms underlying formation of these antibodies, the binding properties of the stalk
and knob minidomains, and the unique potential of these antibodes to bind bivalently and
bispecifically. These studies will provide insight into mechanisms of viral neutralization
generally, and particularly HIV neutralization. Additionally, given the potential of these
antibodies to bind recessed epitopes, we will generate additional antibodies against particularly
challenging antigens like enzymatic active sites and ion channels. We will employ mutagenesis,
binding, and structural methods, as well as cellular assays to evaluate the unique properties of
these antibodies. Understanding this novel class of antibodies in detail could provide
fundamental insights needed for effective vaccine design as well as discovery and engineering
of antibodies against some of the most challenging targets in biomedicine. Similarly, our unique
antibodies discovered and characterized in this proposal could eventually become therapeutic
candidates themselves.
抽象的
抗体作为免疫反应的主要介质极其重要
感染剂和疫苗,也可用作治疗药物的重组分子,
诊断和研究试剂,从而了解抗体的机制。
形成、结合和中和它们的靶标在多个生物医学领域非常重要。
脊椎动物抗体库通过 V(D)J 重组形成多样性,其中
V、D 和 J 基因的组合重排形成了一个巨大的库,其中
确定互补区域 (CDR) 形成相对平坦的相互作用结合表面
值得注意的是,奶牛似乎具有不同的产生多样性的机制。
和结合抗原;牛抗体具有特别长的 CDR H3 区域,其中的一个子集
长度可以超过 70 个氨基酸,形成 带“茎”和二硫键“旋钮”
远离典型抗体表面的微型结构域值得注意的是,抗体来自。
该指令可以有效且广泛地中和 HIV,而正常人或小鼠
因此,它们具有独特的结合和中和能力。
在这里,我们提出研究以了解分子细节。
这些抗体形成的遗传机制、茎的结合特性
和旋钮微型结构域,以及这些抗体二价结合的独特潜力
这些研究将深入了解病毒中和机制。
一般来说,特别是艾滋病毒中和。
抗体结合凹进表位,我们将产生额外的抗体,特别是
我们将采用诱变技术来挑战抗原,例如酶活性位点和离子通道。
结合和结构方法以及细胞测定来评估独特的性质
详细了解这类新型抗体可以提供帮助。
有效的疫苗设计以及发现和工程所需的基本见解
同样,针对生物医学中一些最具挑战性的目标的抗体。
该提案中发现和表征的抗体最终可能成为治疗药物
候选人自己。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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