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Antibody Humanization

导言​

非人源性抗体进入人体内会引起严重的机体排异反应，进而影响抗体在临床应用时的安全性和治疗效果。因此需要对抗体进行人源化改造，尽可能降低抗体的异源性，并且使其特异性和亲和力保持不变。

由SARS-CoV-2病毒引起的新冠疫情席卷全球，研究发现SARS-CoV-2 Spike蛋白可以作为药物设计的靶点。SARS2-57是靶向SARS-CoV-2 Spike 氮端区域的鼠源抗体。本教程基于SARS2-57的可变区序列对其进行抗体人源化设计。

Hermite平台的Antibody Humanization模块提供了抗体人源化的功能，基于用户友好的图形化任务提交及结果分析界面，您可以方便快速地完成抗体人源化设计。

本教程所需数据如下：

> 7SWW_2|Chain B[auth H]|SARS2-57 Fv heavy chain|Mus musculus (10090) EVQLQQSGAELVRPGALVKLSCKASGFNIKDYFVHWVKQRPVQGLEWIGWIDPENGNTIYGPKFQGKASLAADTSSNTGYLQLSSLTSEDTAVYYCARWDGYETLDYWGQGTSVTVS

> 7SWW_3|Chain C[auth L]|SARS2-57 Fv light chain|Mus musculus (10090) DIVMSQSPSSLAVSVGEKVTMSCQSSQSLLYSNNEKNYLAWYQQKPGHSPKLLLYWASTRESGVPDRFTGSGSGTAFTLTISSVKAEDLAVYYCQQYYNYPYTFGGGTKLEI

1. 使用方法​

1.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Menu → Function → Biomacromolecule → Antibody Humanization。

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  • 右侧出现Antibody Humanization的操作框（红框内所示），整体界面如下：

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1.2 操作​

  • Input Sequence：输入抗体的可变区的序列

    • Variable Region of Heavy Chain (VH) 下的序列框中输入抗体重链的可变区序列；

    • Variable Region of Light Chain (VL) 下的序列框中输入抗体轻链的可变区序列。

  • Numbering & CDR Definition选择定义方式，此处选择IMGT。

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  • Job Name处对该任务进行命名。

  • Submit提交任务。

2. 结果分析​

2.1 入口​

  • 左侧通用菜单栏Menu Job → 找到所需任务。

  • 选择需要查看的任务，点击Operation列中的Show显示该任务的结果，界面如图所示。

import_structureimport_structure

2.2 结果说明及抗体突变操作​

  • 抗体序列的重链用浅蓝色标记，轻链用浅绿色标记，CDR区用蓝紫色标记。
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  • Original Sequence 这一行显示原始输入抗体的氨基酸序列，Humanized Sequence 这一行显示人源化序列，对原抗体序列进行改造：

  • 构建重组序列，选择AM884571，使用该序列的框架区构建人源化抗体的框架区，保留原始抗体序列的CDR区以保证抗体与抗原的亲和力，具体操作如下：点击AM884571，在弹出的Confirm窗口中选中Keep original CDR，点击确认。

  • 根据Human Ab Statistics 这一行显示比对出的最匹配的20条人源序列的统计数据，红色标注的氨基酸为推荐突变的氨基酸残基（同类型氨基酸残基），对上述重组序列进行进一步突变处理，将第20位的M突变为V，具体步骤：Humanized Sequence这一行点击第20位的氨基酸残基M，在展开的20个可选氨基酸残基中选择V，手动调整后的氨基酸会标注为红色。

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  • Download .fasta File：下载人源化的抗体序列（Humanized Sequence行显示的序列），文件以 .fasta 格式存储。

  • Antibody Folding功能，见Tutorials对应部分。