Rosetta由来の位置固有のスコアリングを使用した抗体配列データベースにおける構造的に関連する抗体の識別

抗体（AB）可変遺伝子配列情報の量は急速に拡大していますが、配列だけからABSの機能を予測する能力は限られています。ここでは、レパートリーデータを持つ単一のAB/抗原（AG）複合体の構造データを結合するシーケンス間予測法について説明します。Rosettaの構造予測スコアを組み込んだ位置固有の構造スコアリングマトリックス（P3SM）を使用して、インフルエンザウイルス固有のヒトAB CH65と構造的類似性を予測したAB変数ループを特定しました。P3SMアプローチは、このABクラスの新しいメンバーを特定しました。組換えAB発現、結晶学、およびウイルス阻害アッセイは、新たに同定されたABSのHCDR3ループが、コンパレータCH65と同様の構造と抗ウイルス活性を有することを示した。このアプローチにより、現在のアンプリコンシーケンス技術で容易に得られるcDNAレパートリーを使用して、望ましい構造と機能を備えた新しいヒトABSの発見を可能にします。

The amount of antibody (Ab) variable gene sequence information is expanding rapidly, but our ability to predict the function of Abs from sequence alone is limited. Here, we describe a sequence-to-function prediction method that couples structural data for a single Ab/antigen (Ag) complex with repertoire data. We used a position-specific structure-scoring matrix (P3SM) incorporating structure-prediction scores from Rosetta to identify Ab variable loops that have predicted structural similarity to the influenza virus-specific human Ab CH65. The P3SM approach identified new members of this Ab class. Recombinant Ab expression, crystallography, and virus inhibition assays showed that the HCDR3 loops of the newly identified Abs possessed similar structure and antiviral activity as the comparator CH65. This approach enables discovery of new human Abs with desired structure and function using cDNA repertoires that are obtained readily with current amplicon sequencing techniques.