Uporaba molekulskega modeliranja za analizo vezave derivatov peptida GSYWYQVWF na podrazrede človeških IgGMeterc, Tinkara (Avtor) Tomašič, Tihomir (Mentor) Bratkovič, Tomaž (Komentor) IgGmolekulsko sidranjemolekulska dinamikapeptidni ligandivezavna konformacijaImunoglobulini G (IgG) so najpogostejši razred protiteles v človeškem telesu in imajo osrednjo vlogo pri humoralnem imunskem odzivu. V medicini se uporabljajo kot učinkovine za zdravljenje rakavih, avtoimunskih, infekcijskih in drugih bolezni. Njihova regija Fc, sestavljena iz domen CH2 in CH3, opravlja efektorsko funkcijo ter je odgovorna za vezavo efektorskih receptorjev in molekul komplementa. Hkrati ta predel predstavlja vezavno mesto za bakterijska Ig-vezavna proteina, stafilokokni protein A (SpA) in streptokokni protein G, ki ju tradicionalno uporabljamo pri afinitetni kromatografiji za čiščenje in izolacijo protiteles. Zaradi tveganja za izpiranje ligandov, imunogenosti in visokih proizvodnih stroškov proteinskih afinitetnih ligandov so kot alternativo razvili krajše in stabilnejše peptidne ligande. Mednje spadajo peptid min19Fc (GSYWYQVWF) in njegovi derivati, ki so jih pridobili s tehnologijo predstavitve na bakteriofagu. Ker je za poglobljeno razumevanje osnov njihove vezave na regijo Fc IgG potreben vpogled na atomski ravni, vse pogosteje uporabljamo metode molekulskega modeliranja. To so napovedovanje strukture proteinov z modeli umetne inteligence (UI; npr. AlphaFold), molekulsko sidranje in simulacije molekulske dinamike (MD). Te metode omogočajo vpogled v vezavne interakcije na nivoju, ki jih z eksperimentalnimi metodami težko dosežemo. V sklopu magistrske naloge smo z računalniškimi pristopi molekulskega modeliranja proučevali vezavo peptida min19Fc in njegovih derivatov na podrazrede človeškega IgG (IgG1–IgG4). Vezavno mesto in vezavne konformacije peptidov smo napovedali z modeloma UI AlphaFold3 in AlphaFold2-Multimer v3, z molekulskim sidranjem s postopkom Peptide Docking v uporabniškem vmesniku Maestro ter jih dodatno ovrednotili s simulacijami MD v orodju Desmond. Rezultate smo primerjali z eksperimentalnimi podatki iz predhodnih raziskav in z eksperimentalno določenimi strukturami sorodnih ligandov regije Fc. Na podlagi rezultatov modelov UI smo pokazali, da se peptidi vežejo na stik domen CH2 in CH3 fragmenta Fc, pri čemer se njihovo vezavno mesto delno prekriva z vezavnim mestom SpA. Z molekulskim sidranjem in MD smo določili ključne interakcije ter minimalni vezavni motiv. Z analizo substitucij izbranih aminokislin smo pokazali, da substitucija V7F poveča vezavno afiniteto, a zmanjša specifičnost vezave, medtem ko negativna kontrola s substitucijo W4F potrjuje pomen aromatskega motiva YWY. Peptid min19Fc izkazuje najvišjo afiniteto do IgG1, sledijo IgG3, IgG2 in IgG4, kar sovpada z eksperimentalnimi podatki. Pridobljena spoznanja predstavljajo izhodišče za nadaljnji racionalni razvoj afinitetnih peptidnih ligandov z izboljšano afiniteto in selektivnostjo.[T. Meterc]20262026-08-28 08:46:03Magistrsko delo/naloga186181UDK: 577.27:57.087(043.2)VisID: 127708COBISS_ID: 289550851sl