結合した水分子と立体構造安定化は、抗原抗体関連の媒介に役立ちます

抗ヘン卵ホワイトリゾチーム抗体D1.3のFVフラグメントの3次元構造を、その遊離および抗原結合型において報告します。これらの構造は、複合体の安定化における溶媒分子の役割を明らかにし、関連する反応を駆動する熱力学的力を理解するための分子基盤を提供します。4つの水分子が埋葬され、その他は界面の周りに水素結合ネットワークを形成し、抗原と抗体を橋渡しします。D1.3の遊離および結合されたFVフラグメントの構造の比較により、遊離抗体を組み合わせた部位に注文された水分子のいくつかが保持され、追加の水分子が複合体形成に抗原と抗体を結合することがわかります。複合体のこの溶媒和は疎水性効果を弱めるはずであり、結果として生じる多数の溶媒媒介水素結合は、直接タンパク質間相互作用と併せて、重要なエンタルピック成分を生成するはずです。さらに、抗体重鎖および軽鎖変数ドメインの相対移動性の安定化と、複合体に見られる重鎖の3番目の相補性決定ループのそれの安定化は、エンタルピックと疎水性に反対する負のエントロピー寄与を生成するはずです（溶媒エントロピー）効果。この構造分析は、エンタルピーが抗原抗体反応を促進することを示す滴定熱量測定によるエンタルピーおよびエントロピーの変化の測定と一致しています。したがって、複合体を安定化する主力は、抗原抗体水素結合、ファンデルワールス相互作用、水和のエンタルピー、および溶媒エントロピー（疎水性）効果ではなく、立体構造安定化から生じます。

We report the three-dimensional structures, at 1.8-A resolution, of the Fv fragment of the anti-hen egg white lysozyme antibody D1.3 in its free and antigen-bound forms. These structures reveal a role for solvent molecules in stabilizing the complex and provide a molecular basis for understanding the thermodynamic forces which drive the association reaction. Four water molecules are buried and others form a hydrogen-bonded network around the interface, bridging antigen and antibody. Comparison of the structures of free and bound Fv fragment of D1.3 reveals that several of the ordered water molecules in the free antibody combining site are retained and that additional water molecules link antigen and antibody upon complex formation. This solvation of the complex should weaken the hydrophobic effect, and the resulting large number of solvent-mediated hydrogen bonds, in conjunction with direct protein-protein interactions, should generate a significant enthalpic component. Furthermore, a stabilization of the relative mobilities of the antibody heavy- and light-chain variable domains and of that of the third complementarity-determining loop of the heavy chain seen in the complex should generate a negative entropic contribution opposing the enthalpic and the hydrophobic (solvent entropy) effects. This structural analysis is consistent with measurements of enthalpy and entropy changes by titration calorimetry, which show that enthalpy drives the antigen-antibody reaction. Thus, the main forces stabilizing the complex arise from antigen-antibody hydrogen bonding, van der Waals interactions, enthalpy of hydration, and conformational stabilization rather than solvent entropy (hydrophobic) effects.