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水素結合は、タンパク質の構造を維持し、ほとんどの生体分子タンパク質リガンド複合体の形成において重要な役割を果たします。すべてのアミノ酸は、水素結合ドナーおよびアクセプターとして作用できます。アミノ酸の中で、ヒスチジンは5.0〜7.0の生理学的pH範囲内で中性または正に帯電した形で存在する可能性があるため、ユニークです。したがって、ヒスチジンは他の芳香族残基と相互作用するだけでなく、極性および充電された残基との水素結合を形成することができます。彼がプロトンを交換する能力は、免疫学的なものを含む多くの重要な機能的生体分子相互作用の中心にあります。分子ドッキングと分子動力学シミュレーションを使用することにより、遺伝子座HLA-DPからのMHCクラスIIタンパク質へのペプチド結合親和性に対する彼のプロトン化/脱プロトン化の影響を調べます。ペプチド-MHC相互作用は、次世代の商業的に重要なワクチンが依存する適応細胞免疫応答の根底にあります。実験と一致して、プロトン化された彼の残留物を含むペプチドは、彼が非プロトン化されたものよりもHLA-DPタンパク質によりよく結合することがわかります。pH 5.0での強化された結合は、部分的には、ペプチドHIS（+）タンパク質とDPタンパク質の間に形成された追加の水素結合によるものです。酸性エンドソームでは、タンパク質HIS（79β）が主にプロトン化されています。その結果、ペプチド結合裂が彼（79β）の近くで狭くなり、ペプチド-HLA -DPタンパク質複合体を安定化します。
水素結合は、タンパク質の構造を維持し、ほとんどの生体分子タンパク質リガンド複合体の形成において重要な役割を果たします。すべてのアミノ酸は、水素結合ドナーおよびアクセプターとして作用できます。アミノ酸の中で、ヒスチジンは5.0〜7.0の生理学的pH範囲内で中性または正に帯電した形で存在する可能性があるため、ユニークです。したがって、ヒスチジンは他の芳香族残基と相互作用するだけでなく、極性および充電された残基との水素結合を形成することができます。彼がプロトンを交換する能力は、免疫学的なものを含む多くの重要な機能的生体分子相互作用の中心にあります。分子ドッキングと分子動力学シミュレーションを使用することにより、遺伝子座HLA-DPからのMHCクラスIIタンパク質へのペプチド結合親和性に対する彼のプロトン化/脱プロトン化の影響を調べます。ペプチド-MHC相互作用は、次世代の商業的に重要なワクチンが依存する適応細胞免疫応答の根底にあります。実験と一致して、プロトン化された彼の残留物を含むペプチドは、彼が非プロトン化されたものよりもHLA-DPタンパク質によりよく結合することがわかります。pH 5.0での強化された結合は、部分的には、ペプチドHIS（+）タンパク質とDPタンパク質の間に形成された追加の水素結合によるものです。酸性エンドソームでは、タンパク質HIS（79β）が主にプロトン化されています。その結果、ペプチド結合裂が彼（79β）の近くで狭くなり、ペプチド-HLA -DPタンパク質複合体を安定化します。
Hydrogen bonds play important roles in maintaining the structure of proteins and in the formation of most biomolecular protein-ligand complexes. All amino acids can act as hydrogen bond donors and acceptors. Among amino acids, Histidine is unique, as it can exist in neutral or positively charged forms within the physiological pH range of 5.0 to 7.0. Histidine can thus interact with other aromatic residues as well as forming hydrogen bonds with polar and charged residues. The ability of His to exchange a proton lies at the heart of many important functional biomolecular interactions, including immunological ones. By using molecular docking and molecular dynamics simulation, we examine the influence of His protonation/deprotonation on peptide binding affinity to MHC class II proteins from locus HLA-DP. Peptide-MHC interaction underlies the adaptive cellular immune response, upon which the next generation of commercially-important vaccines will depend. Consistent with experiment, we find that peptides containing protonated His residues bind better to HLA-DP proteins than those with unprotonated His. Enhanced binding at pH 5.0 is due, in part, to additional hydrogen bonds formed between peptide His(+) and DP proteins. In acidic endosomes, protein His(79β) is predominantly protonated. As a result, the peptide binding cleft narrows in the vicinity of His(79β), which stabilizes the peptide - HLA-DP protein complex.
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