抗体相補性の自動化された分類重鎖（H3）の領域3が標準形態にループし、タンパク質構造予測へのその応用を決定する

コンピューターベースのアルゴリズムを使用して、ヘビーチェーン（H3）の相補性決定領域（CDR）3を標準クラスに形成するループをクラスター化しました。抗体免疫グロブリン可変ドメイン内のCDRループの3次元構造（過可視領域とも呼ばれる）の3次元構造の以前の分析により、6つのCDRのうち5つについては、わずかな主鎖立体構造（標準形態として知られている）しかないことが示されています。シーケンスと構造の間の明確な関係。ただし、H3内のループの長さと立体構造の大きい変動により、これらのループの分類が標準形態に制限されています。ここに示されているクラスタリング手順は、ギャップを挿入して最適なアライメントを取得できる動的アルゴリズムを使用して、残基のラマチャンドランコード化されたメインチェーン立体構造を整列することに基づいています。ブルックヘブンプロテインデータバンクから抽出された62の非同一ループのうち合計41 H3ループが22のクラスターに自動的にグループ化されました。コンセンサスシーケンスまたはループ内相互作用または不変の立体構造のクラスターの検査により、31ループを表す13の標準形式の提案が生じました。これらの標準的な形式には、ブレースベータ鎖に隣接する離陸領域と残りのループ頂点の両方のジオメトリを考慮することが含まれます。その後、初期分析に含まれていない15 H3ループの新しいセットが考慮されました。クラスタリング手順が繰り返され、これら15のループのうち9つは、7から標準的なフォームを含む元のクラスターに割り当てることができました。元のループのセットから各標準形式に対してシーケンスプロファイルが生成され、新しいH3ループのシーケンスと一致しました。標準形式の7つの新しいH3ループのうち5つについて、この予測スキームによって正しい形式が最初のランクで識別されました。

A computer-based algorithm was used to cluster the loops forming the complementarity determining region (CDR) 3 of the heavy chain (H3) into canonical classes. Previous analyses of the three-dimensional structures of CDR loops (also known as the hypervariable regions) within antibody immunoglobulin variable domains have shown that for five of the six CDRs there are only a few main-chain conformations (known as canonical forms) that show clear relationships between sequence and structure. However, the larger variation in length and conformation of loops within H3 has limited the classification of these loops into canonical forms. The clustering procedure presented here is based on aligning the Ramachandran-coded main-chain conformation of the residues using a dynamic algorithm that allows the insertion of gaps to obtain an optimum alignment. A total of 41 H3 loops out of 62 non-identical loops, extracted from the Brookhaven Protein Data Bank, have been automatically grouped into 22 clusters. Inspection of the clusters for consensus sequences or intra-loop interactions or invariant conformation led to the proposal of 13 canonical forms representing 31 loops. These canonical forms include a consideration of the geometry of both the take-off region adjacent to the bracing beta-strands and the remaining loop apex. Subsequently a new set of 15 H3 loops not included in the initial analysis was considered. The clustering procedure was repeated and nine of these 15 loops could be assigned to original clusters, including seven to canonical forms. A sequence profile was generated for each canonical form from the original set of loops and matched against the sequences of the new H3 loops. For five out of the seven new H3 loops that were in a canonical form, the correct form was identified at first rank by this predictive scheme.