增强采样技术揭示了驱动K417N介导的I类抗体逃逸的亚稳态构象

《Journal of Chemical Information and Modeling》：Enhanced Sampling Reveals Metastable Conformations Driving K417N-Mediated Class I Antibody Escape

分析SARS-CoV-2 K417N突变对Class I抗体NT-193与RBD结合的影响，发现突变重塑亚稳态构象并降低结合亲和力，SPR实验验证了分子动力学模拟结果，证实gREST方法可有效解析弱相互作用抗体-抗原复合物。

　　

SARS-CoV-2变异株的不断出现削弱了中和抗体（nAbs）的效力，促进了病毒的免疫逃逸。研究表明，受体结合域（RBD）中的几个单点突变会显著影响I类抗体的识别能力。然而，理解这些单点突变背后的分子机制仍然具有挑战性，尤其是由于抗体结合亲和力较低，使得传统实验方法难以对复杂结构进行表征。在此研究中，我们采用了增强采样分子动力学（MD）模拟技术和广义复制交换-溶剂温度调节（gREST）方法，来探讨K417N突变对NT-193（I类抗体）与RBD结合的影响。尽管野生型和突变体的稳定构象具有相似的结合特性，但该突变显著改变了抗体在过渡态下的结构。在重链和轻链之间的关键界面处，赖氨酸被天冬酰胺取代后，破坏了抗体在过渡态下与重链之间的关键相互作用，从而促进了抗体的解离。模拟结果与表面等离子体共振（SPR）实验结果一致，表明K417N突变显著提高了抗体的解离速率，降低了其与RBD的总体结合亲和力。这些发现强调了捕捉抗体过渡态构象对于全面理解病毒免疫逃逸机制的重要性。此外，本研究还展示了gREST方法在揭示抗体-抗原复合物的瞬态行为和弱相互作用方面的强大作用，为下一代抗体的合理设计与优化提供了有力支持，有助于克服病毒的免疫逃逸机制。