Gli anticorpi sono biomolecole cruciali che apportano un’elevata efficacia terapeutica in medicina e un’accurata rilevazione molecolare nella diagnosi. Molti studi sono stati dedicati all’analisi dell’interazione antigene-anticorpo dall’importanza di comprendere il meccanismo di riconoscimento dell’anticorpo. Tuttavia, la maggior parte degli studi precedenti ha esaminato la caratteristica dell’anticorpo per l’interazione. È anche informativo per chiarire i significativi residui di antigene che contribuiscono al legame.

Per caratterizzare l’interazione molecolare degli antigeni, abbiamo analizzato computazionalmente 350 strutture complesse antigene-anticorpo mediante calcoli di meccanica molecolare (MM) e simulazioni di dinamica molecolare (MD). Sulla base dei calcoli MM, i residui di antigene che contribuiscono al legame sono stati estratti da tutti i 350 complessi. I residui estratti si trovano all’interfaccia antigene-anticorpo e sono responsabili del contatto con l’anticorpo. Le apparizioni dei residui polari carichi, Asp, Glu, Arg e Lys, erano notevolmente grandi. Al contrario, le popolazioni dei residui idrofobici, Leu, Val e Ala, erano relativamente basse. Le frequenze di comparsa degli altri residui di amminoacidi erano quasi vicine all’abbondanza delle proteine generali degli eucarioti.

Il punteggio di legame indicava che l’interazione idrofila era dominante al contatto antigene-anticorpo invece di quello idrofobo. I residui carichi positivamente, Arg e Lys, hanno notevolmente contribuito al legame rispetto a quelli carichi negativamente, Asp e Glu. Notevoli contributi sono stati osservati anche per i residui polari non carichi, Asn e Gln. L’analisi delle strutture secondarie dei residui di antigene estratti ha suggerito che non vi era alcuna differenza marcata nel riconoscimento da parte degli anticorpi tra elica, foglio, giro e bobina.

Una lunga elica dell’antigene a volte entrava in contatto con regioni determinanti la complementarità dell’anticorpo, e un grande foglio copriva spesso anche le catene pesanti e leggere dell’anticorpo. La struttura a turni è stata la più comunemente osservata al contatto con l’anticorpo tra 350 complessi. Per ciascuna delle quattro strutture secondarie sono stati individuati tre complessi tipici. Sono state eseguite simulazioni MD per esaminare la stabilità delle strutture interfacciali degli antigeni per questi 12 modelli complessi.

Le alterazioni delle strutture secondarie sono state monitorate attraverso le simulazioni. Le fluttuazioni strutturali dei residui di contatto erano basse rispetto agli altri domini delle molecole di antigene. Non è stata osservata alcuna conversione drastica per ogni modello durante la simulazione di 100 ns. I movimenti dei residui dell’antigene interfacciale erano piccoli rispetto agli altri residui sulla superficie della proteina. Pertanto, sono possibili diverse conformazioni molecolari per il riconoscimento dell’anticorpo purché le aree bersaglio siano polari, non flessibili e sporgenti sulla superficie della proteina.