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Tipo: TCC
Título: Interação do scFv do anticorpo Alemtuzumab com o receptor de membrana CD52: um estudo via dinâmica molecular
Autor(es): Frota, Natália Fernandes
Orientador: Lourenzoni, Marcos Roberto
Palavras-chave em português: scFv;CD52;Dinâmica molecular
Palavras-chave em inglês: scFv;CD52;Molecular dynamics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2017
Citação: FROTA, Natália Fernandes. Interação do scFv do anticorpo Alemtuzumab com o receptor de membrana CD52: um estudo via dinâmica molecular. 2026. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumo: O anticorpo Alemtuzumab reconhece a molécula CD52 superexpressa na membrana de células de linfomas e também em linfócitos B e T. O entendimento de como ocorre a ligação entre o CD52 e o Alemtuzumab é crucial para propor mutações e engendrar biobetters com maior afinidade e especificidade. Uma estratégia para engenharia de anticorpos é trabalhar com seus fragmentos, envolvendo os domínios variáveis do anticorpo (VH e VL) que reconhecem o CD52. Monitorando as interações entre resíduos das regiões determinantes de complementariedade (CDRs) do anticorpo e o CD52, pode-se propor mutações que resultam, por exemplo, em maior afinidade e especificidade ao CD52. Esse trabalho objetivou estudar, através de Dinâmica Molecular (DM), os determinantes estruturais e energéticos envolvidos na formação da interface entre um fragmento de anticorpo do tipo single chain variable fragment (scFv) do anticorpo Alemtuzumab e o CD52 em sistemas com modelos de membrana celular, bicamada de DMPC e modelo simplificado de n-hexano. O scFv foi submetido à simulação de DM em sistemas eletricamente neutros, com adição de íons Cl-, compostos por moléculas de água, modelo SPC (single point charge), uma molécula de CD52, formada por um peptídeo com 12 aminoácidos e uma âncora de GPI, inserida em uma bicamada de DMPC ou em n-hexano. A estabilidade estrutural das moléculas em estudo foi determinada através do desvio médio da raiz quadrada (RMSD). O potencial de interação intermolecular (PII) entre os resíduos do scFv e os do peptídeo do CD52 e entre o scFv e o GPI foram medidos ao longo das simulações, utilizando programa in-house. Observou-se uma mudança da posição relativa de VH-VL do scFv simulado em água, com manutenção de VH e VL. A estrutura do CD52 se estabilizou nas simulações de DM. Os resíduos do scFv que apresentaram PII mais atrativos aos resíduos do peptídeo foram os carregados positivamente, presentes nas CDR H2, L1 e L3 nos dois sistemas analisados. Os que interagiram atrativamente com o GPI foram da CDR H2, nos dois sistemas, e também da L1 no sistema com n-hexano. A interface n-hexano/água realçou a interação do scFv com o GPI. Isso possibilitou identificar resíduos da CDR L1, que interagem com o GPI, que não haviam sido observados no sistema com o DMPC. A análise da interação scFv-CD52 permitiu a sugestão de mutações sítio-dirigidas para realçar a afinidade e especificidade do anticorpo Alemtuzumab.
Abstract: The Alemtuzumab antibody recognizes the CD52 molecule overexpressed on lymphoma’s and on B and T lymphocytes’ cells membrane. The understanding of the interaction between the CD52 and Alemtuzumab is crucial to propose mutations and engineer biobetters with greater affinity and specificity. A strategy for antibody engineering is working with the antibody’s fragments, involving the variable domains (VH and VL) that are responsible for antigen recognition. Mutations that result in greater affinity and specificity can be suggested by monitoring the interactions between residues of the Alemtuzumab’s complementarity determining regions (CDRs) and CD52. This work aimed to study, through Molecular Dynamics (MD) simulation, the structural and energetic determinants involved in the formation of the interface between the Alemtuzumab’s single chain variable fragment (scFv) and the CD52. Two systems with different cell membrane models, DMPC bilayer and nhexane were analysed. The scFv was submitted to the DM in electrically neutral simulation systems, with addition of Cl- ions. The systems were composed of water molecules (SPC model), CD52, scFv and DMPC or n-xexane. The CD52, comprised of a peptide with 12 amino acids and a GPI anchor, was inserted into a DMPC bilayer or into n-hexane. The molecules structural stability was determined by the root mean square deviation (RMSD). The intermolecular interaction potential (IIP) between scFv residues and the CD52’s peptide and between the scFv and the GPI were measured along the simulation, using in-house program. There is a relative position change between the scFv VH-VL in water, with the VH and VL maintenance. The CD52 structure stabilizes in the DM simulations. The scFv residues that feature attractive IIP for the peptide residues are positively charged, located in the CDR H2, L1 and L3 in both systems. The ones interacting attractively with the GPI are from the CDR H2, in both systems, and also of L1 in the system with n-hexane. The n-hexane/water interface enhanced scFv interaction with the GPI. This made it possible to identify CDR L1 residues interacting with the GPI which had not been observed in the system with the DMPC. The analysis of scFv-CD52 interaction enabled the site-directed mutations suggestions to enhance Alemtuzumab’s affinity and specificity.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85483
Currículo Lattes do(s) Autor(es): https://lattes.cnpq.br/7940083304204761
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-2989-6392
Currículo Lattes do Orientador: https://lattes.cnpq.br/1350673719062370
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:BIOTECNOLOGIA - Monografias

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