Конструирование иммуноглобулинсвязыващих пептидов на основе анализа взаимодействия протеина A Staphylococcus aureus с Fc-фрагментом иммуноглобулинов

За последние десятилетия молекулярный докинг становится все более популярным инструментом в разработке новых препаратов. Для поиска и дизайна новых соединений необходимо детальное изучение взаимодействия уже существующих комплексов лигандов с белком-мишенью. С целью установления перечня аминокислотных остатков В-домена протеина А Staphylococcus aureus, которые образуют связи с иммуноглобулинами класса G, проводилось изучение механизмов взаимодействия при образовании комплекса протеина А клеточной стенки золотистого стафилококка и иммуноглобулинов класса G методом молекулярного докинга. По данным молекулярного докинга нами были отобраны четыре аминокислотных остатка Phe132, Gln129, Tyr133 и Phe124, на основании которых можно сконструировать пептидный аналог активного центра связывания протеина А с Fc-фрагментом иммуноглобулинов класса G. Полученные результаты могут послужить отправной точкой для эффективной стратегии поиска новых средств для медицины, в частности для дальнейшей разработки биоспецифического сорбента для избирательного удаления иммуноглобулинов класса G из крови человека.

1. Protection of apoptotic cell death by protein A / P. K. Ray [et al.] // Apoptosis. – 2000. – Vol. 5, № 6. – P. 509–514. https://doi.org/10.1023/a:1009633412009

2. Crystal structure of a Staphylococcus aureus protein A domain complexed with the Fab fragment of a human IgM antibody: structural basis for recognition of B-cell receptors and superantigen activity / M. Graille [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 2000. – Vol. 97, № 10. – P. 5399–5404. https://doi.org/10.1073/pnas.97.10.5399

3. Protein A-specific monoclonal antibodies and prevention of Staphylococcus aureus disease in mice / H. K. Kim [et al.] // Infection and Immunity. – 2012. – Vol. 80, № 10. – P. 3460–3470. https://doi.org/10.1128/iai.00230-12

4. Effect of protein A on staphylococcal opsonization / P. K. Peterson [et al.] //Infection and Immunity. – 1977. – Vol. 15, № 3 – P. 760–764.

5. Sjodahl, J. Repetitive sequences in protein A from Staphylococcus aureus. Arrangement of five regions within the protein, four being highly homologous and Fc-binding / J. Sjodahl // Eur. J. Biochem. – 1977. – № 73. – P. 343–351. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1977.tb11324.x

6. Protein A of Staphylococcus aureus evokes Th1 type response in mice / P. Sinha [et al] // Immunol. Lett. – 1999. – Vol. 67, № 3. – P. 157–165. https://doi.org/10.1016/s0165-2478(98)00187-4

7. Foster, T. J. Immune evasion by staphylococci. / T. J. Foster // Nat. Rev. Microbiol. – 2005. – Vol. 3. – P. 948–958. https://doi.org/10.1038/nrmicro1289

8. Молекулярный докинг: роль невалентных взаимодействий в образовании комплексов белков с нуклеотидами и пептидами / Т. В. Пырков [и др.] // Биоорган. химия. – 2010. – Т. 36, № 4. – С. 482–492.

9. Предсказание структуры комлексов белок-лиганд: от компьютерной модели к биологической функции / Ю. А. Косинский [и др.] // Рос. хим. журн. – 2006. – Т. L., № 2. – С. 36–44.

10. Crystallographic Refinement and Atomic Models of a Human FC Fragment and its Complex with Fragment B of Protein A from Staphylococcus Aureus at 2.9-and 2.8-Angstroms Resolution [Electronic resource] // RCSB Protein Data Bank. – Mode of access: https://www.rcsb.org/structure/1FC2. – Date of access 11.02.2019.

11. Crystallographic refinement and atomic models of a human fc fragment and its complex with fragment b of protein a from staphylococcus aureus at 2.9-and 2.8-angstroms resolution [Electronic resource] // RCSB Protein Data Bank. – Mode of access: https://www.rcsb.org/structure/1fc1. – Date of access 11.02.2019.

12. IgG Fc bound to 3 helix of the B-domain from Protein A [Electronic resource] // RCSB Protein Data Bank. – Mode of access: https://www.rcsb.org/structure/5U4Y. – Date of access 11.02.2019.

13. Pettersen, E. F. UCSF Chimera--a visualization system for exploratory research and analysis / E. F. Pettersen, T. D. Goddard, C.C. Huang [et al.] // J. Comput. Chem. – 2004. – Vol. 25 № 13. – P. 1605–1612. https://doi.org/10.1002/jcc.20084

14. UCSF Chimera X: Meeting modern challenges in visualization and analysis / T. D. Goddard[et al.] // Protein Sci. – 2018. – № 1. – P. 14–25. https://doi.org/10.1002/pro.3235