Investigating allostery in molecular recognition: Insights from a computational study of multiple antibody-antigen complexes

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 117, Issue 2, 2013, Pages 535-552

  Corrada, Dario ^a   Morra, Giulia ^a   Colombo, Giorgio ^a  

^a CNR   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE NETWORKS; ANTIGEN-ANTIBODY REACTIONS; ANTIGENS; BINDING ENERGY; DYNAMICS; MOLECULAR RECOGNITION; SIGNAL TRANSDUCTION; STABILITY;

ALLOSTERY; ANTIBODY RESPONSE; ANTIBODY STRUCTURES; ANTIBODY-ANTIGEN; ANTIGEN BINDING; ANTIGEN-BINDING AFFINITY; ATOMISTIC SIMULATIONS; COMPUTATIONAL STUDIES; CONFORMATIONAL DYNAMICS; DYNAMIC COORDINATION; FUNCTIONAL STRUCTURE; HEAVY CHAIN; IMMUNE RESPONSE; INTERACTION NETWORKS; INTERNAL DYNAMICS; INTRAMOLECULAR INTERACTIONS; MOLECULAR PATHWAYS; NONBONDED INTERACTION; PROTEIN ANTIGENS; RATIONAL DESIGN; STRUCTURAL STABILITIES;

ANTIBODIES;

EID: 84872585073     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp310753z     Document Type: Article

References (105)

1. Bahadur, R. P.; Zacharias, M. Cell. Mol. Life Sci. 2008, 65, 1059-1072
2. Chen, S.-W. W.; Van Regenmortel, M. H. V; Pellequer, J.-L. Curr. Med. Chem. 2009, 16, 953-964
3. De Vries, S. J.; Bonvin, A. M. J. J. Curr. Protein Pept. Sci. 2008, 9, 394-406
4. Gohlke, H.; Klebe, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2644-2676
5. Keskin, O.; Gursoy, A.; Ma, B.; Nussinov, R. Chem. Rev. 2008, 108, 1225-1244
6. Reichmann, D.; Rahat, O.; Cohen, M.; Neuvirth, H.; Schreiber, G. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 67-76
7. Williams, D. H.; Stephens, E.; O'Brien, D. P.; Zhou, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6596-6616
8. Oda, M.; Uchiyama, S.; Robinson, C. V; Fukui, K.; Kobayashi, Y.; Azuma, T. FEBS J. 2006, 273, 1476-1487
9. Thorpe, I. F.; Brooks, C. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 8821-8826
10. Zimmermann, J.; Oakman, E. L.; Thorpe, I. F.; Shi, X.; Abbyad, P.; Brooks, C. L.; Boxer, S. G.; Romesberg, F. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 13722-13727
11. Jimenez, R.; Salazar, G.; Baldridge, K. K.; Romesberg, F. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 92-97
12. Jimenez, R.; Salazar, G.; Yin, J.; Joo, T.; Romesberg, F. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 3803-3808
13. Murali, R.; Sharkey, D. J.; Daiss, J. L.; Murthy, H. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12562-12567
14. Li, Y.; Li, H.; Smith-Gill, S. J.; Mariuzza, R. A. Biochemistry 2000, 39, 6296-6309
15. Braden, B. C.; Souchon, H.; Eiselé, J. L.; Bentley, G. A.; Bhat, T. N.; Navaza, J.; Poljak, R. J. J. Mol. Biol. 1994, 243, 767-781
16. Graille, M.; Stura, E. A.; Bossus, M.; Muller, B. H.; Letourneur, O.; Battail-Poirot, N.; Sibaï, G.; Gauthier, M.; Rolland, D.; Le Du, M. H. J. Mol. Biol. 2005, 354, 447-458
17. Sinha, N.; Smith-Gill, S. J. Curr. Protein Pept. Sci. 2002, 3, 601-614
18. Jefferis, R.; Lund, J.; Pound, J. D. Immunol. Rev. 1998, 163, 59-76
19. Torres, M.; Casadevall, A. Trends Immunol. 2008, 29, 91-97
20. Torres, M.; Fernández-Fuentes, N.; Fiser, A.; Casadevall, A. J. Biol. Chem. 2007, 282, 13917-13927
21. Torosantucci, A.; Chiani, P.; Bromuro, C.; De Bernardis, F.; Palma, A. S.; Liu, Y.; Mignogna, G.; Maras, B.; Colone, M.; Stringaro, A. PLoS One 2009, 4 e5392
22. Tudor, D.; Yu, H.; Maupetit, J.; Drillet, A.-S.; Bouceba, T.; Schwartz-Cornil, I.; Lopalco, L.; Tuffery, P.; Bomsel, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 12680-12685
23. Król, M.; Roterman, I.; Piekarska, B.; Konieczny, L.; Rybarska, J.; Stopa, B.; Spólnik, P. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2005, 59, 545-554
24. Piekarska, B.; Drozd, A.; Konieczny, L.; Król, M.; Jurkowski, W.; Roterman, I.; Spólnik, P.; Stopa, B.; Rybarska, J. Chem. Biol. Drug Des. 2006, 68, 276-283
25. Oda, M.; Kozono, H.; Morii, H.; Azuma, T. Int. Immunol. 2003, 15, 417-426
26. Röthlisberger, D.; Honegger, A.; Plückthun, A. J. Mol. Biol. 2005, 347, 773-789
27. Cooper, L. J.; Shikhman, A. R.; Glass, D. D.; Kangisser, D.; Cunningham, M. W.; Greenspan, N. S. J. Immunol. 1993, 150, 2231-2242
28. Kato, K.; Matsunaga, C.; Odaka, A.; Yamato, S.; Takaha, W.; Shimada, I.; Arata, Y. Biochemistry 1991, 30, 6604-6610
29. Pritsch, O.; Magnac, C.; Dumas, G.; Bouvet, J. P.; Alzari, P.; Dighiero, G. Eur. J. Immunol. 2000, 30, 3387-3395
30. Colombo, G.; Meli, M.; Morra, G.; Gabizon, R.; Gasset, M. PLoS One 2009, 4 e4296
31. Morra, G.; Verkhivker, G.; Colombo, G. PLoS Comput. Biol. 2009, 5 e1000323
32. Torella, R.; Moroni, E.; Caselle, M.; Morra, G.; Colombo, G. BMC Struct. Biol. 2010, 10, 42
33. Meli, M.; Gasset, M.; Colombo, G. PLoS One 2011, 6 e19093
34. Reynolds, K. A.; McLaughlin, R. N.; Ranganathan, R. Cell 2011, 147, 1564-1575
35. Kurkcuoglu, Z.; Bakan, A.; Kocaman, D.; Bahar, I.; Doruker, P. PLoS Comput. Biol. 2012, 8, 11
36. Morra, G.; Potestio, R.; Micheletti, C.; Colombo, G. PLoS Comput. Biol. 2012, 8 e1002433
37. Pagano, K.; Torella, R.; Foglieni, C.; Bugatti, A.; Tomaselli, S.; Zetta, L.; Presta, M.; Rusnati, M.; Taraboletti, G.; Colombo, G. PLoS One 2012, 7 e36990
38. Kamberaj, H.; Van der Vaart, A. Biophys. J. 2009, 97, 1747-1755
39. Chailyan, A.; Marcatili, P.; Tramontano, A. FEBS J. 2011, 278, 2858-2866
40. Morra, G.; Colombo, G. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 72, 660-672
41. Scarabelli, G.; Morra, G.; Colombo, G. Biophys. J. 2010, 98, 1966-1975
42. Fiser, A.; Do, R. K.; Sali, A. Protein Sci. 2000, 9, 1753-1773
43. Li, Y.; Li, H.; Yang, F.; Smith-Gill, S. J.; Mariuzza, R. A. Nat. Struct. Mol. Biol. 2003, 10, 482-488
44. Chen, Y.; Wiesmann, C.; Fuh, G.; Li, B.; Christinger, H. W.; McKay, P.; De Vos, A. M.; Lowman, H. B. J. Mol. Biol. 1999, 293, 865-881
45. Cauerhff, A.; Goldbaum, F. A.; Braden, B. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 3539-3544
46. Hess, B.; Kutzner, C.; Van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447
47. Scott, W. R. P.; Hünenberger, P. H.; Tironi, I. G.; Mark, A. E.; Billeter, S. R.; Fennen, J.; Torda, A. E.; Huber, T.; Krüger, P.; Van Gunsteren, W. F. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3596-3607
48. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269-6271
49. Hess, B.; Bekker, H.; Berendsen, H. J. C.; Fraaije, J. G. E. M. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1463-1472
50. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684
51. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089
52. Abhinandan, K. R.; Martin, A. C. R. Mol. Immunol. 2008, 45, 3832-3839
53. Konagurthu, A. S.; Whisstock, J. C.; Stuckey, P. J.; Lesk, A. M. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2006, 64, 559-574
54. Sun, P. D.; Boyington, J. C. Curr. Protoc. Immunol. 2001, Appendix 1, Appendix 1N.
55. Mollica, L.; Morra, G.; Colombo, G.; Musco, G. Chem. Asian J. 2011, 6, 1171-1180
56. Tiana, G.; Simona, F.; De Mori, G. M. S.; Broglia, R. A.; Colombo, G. Protein Sci. 2004, 13, 113-124
57. Colacino, S.; Tiana, G.; Broglia, R. A.; Colombo, G. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2006, 62, 698-707
58. Colacino, S.; Tiana, G.; Colombo, G. BMC Struct. Biol. 2006, 6, 17
59. Ragona, L.; Colombo, G.; Catalano, M.; Molinari, H. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2005, 61, 366-376
60. Daura, X.; Gademann, K.; Jaun, B.; Seebach, D.; Van Gunsteren, W. F.; Mark, A. E. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 236-240
61. Morra, G.; Baragli, C.; Colombo, G. Biophys. Chem. 2010, 146, 76-84
62. Wang, W.; Lim, W. A.; Jakalian, A.; Wang, J.; Luo, R.; Bayly, C. I.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3986-3994
63. Genoni, A.; Morra, G.; Merz, K. M.; Colombo, G. Biochemistry 2010, 49, 4283-4295
64. Genoni, A.; Morra, G.; Colombo, G. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3331-3343
65. Breitling, R.; Armengaud, P.; Amtmann, A.; Herzyk, P. FEBS Lett. 2004, 573, 83-92
66. Jurman, G.; Merler, S.; Barla, A.; Paoli, S.; Galea, A.; Furlanello, C. Bioinformatics 2008, 24, 258-264
67. Monwar, M. M.; Gavrilova, M. L. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. B. Cybern. 2009, 39, 867-878
68. Koziol, J. A. FEBS Lett. 2010, 584, 4481-4484
69. Smith, D. K.; Xue, H. J. Mol. Biol. 1997, 274, 530-545
70. Feige, M. J.; Hendershot, L. M.; Buchner, J. Trends Biochem. Sci. 2010, 35, 189-198
71. Pritsch, O.; Hudry-Clergeon, G.; Buckle, M.; Petillot, Y.; Bouvet, J. P.; Gagnon, J.; Dighiero, G. J. Clin. Invest. 1996, 98, 2235-2243
72. Takahashi, H.; Tamura, H.; Shimba, N.; Shimada, I.; Arata, Y. J. Mol. Biol. 1994, 243, 494-503
73. Burton, D. R. Mol. Immunol. 1985, 22, 161-206
74. Løset, G. A.; Roux, K. H.; Zhu, P.; Michaelsen, T. E.; Sandlie, I. J. Immunol. 2004, 172, 2925-2934
75. Harris, L. J.; Larson, S. B.; Skaletsky, E.; McPherson, A. Immunol. Rev. 1998, 163, 35-43
76. Harris, L. J.; Skaletsky, E.; McPherson, A. J. Mol. Biol. 1998, 275, 861-872
77. Roux, K. H.; Strelets, L.; Michaelsen, T. E. J. Immunol. 1997, 159, 3372-3382
78. Sandin, S.; Ofverstedt, L.-G.; Wikström, A.-C.; Wrange, O.; Skoglund, U. Structure 2004, 12, 409-415
79. Bongini, L.; Fanelli, D.; Piazza, F.; De Los Rios, P.; Sandin, S.; Skoglund, U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 6466-6471
80. Wilson, I. A.; Stanfield, R. L. Curr. Opin. Struct. Biol. 1994, 4, 857-867
81. Padlan, E. A. Adv. Protein Chem. 1996, 49, 57-133
82. Prasad, L.; Vandonselaar, M.; Lee, J. S.; Delbaere, L. T. J. Biol. Chem. 1988, 263, 2571-2574
83. Rini, J. M.; Stanfield, R. L.; Stura, E. A.; Salinas, P. A.; Profy, A. T.; Wilson, I. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 6325-6329
84. Harris, L. J.; Larson, S. B.; Hasel, K. W.; McPherson, A. Biochemistry 1997, 36, 1581-1597
85. Sotriffer, C. A.; Rode, B. M.; Varga, J. M.; Liedl, K. R. Biophys. J. 2000, 79, 614-628
86. Sotriffer, C. A.; Liedl, K. R.; Linthicum, D. S.; Rode, B. M.; Varga, J. M. J. Mol. Biol. 1998, 278, 301-306
87. Lim, K.; Herron, J. N. Biochemistry 1995, 34, 6962-6974
88. Suhre, K.; Sanejouand, Y.-H. Nucleic Acids Res. 2004, 32, W610-4
89. Kroon, G. J. A.; Mo, H.; Martinez-Yamout, M. A.; Dyson, H. J.; Wright, P. E. Protein Sci. 2003, 12, 1386-1394
90. Lim, K.; Jameson, D. M.; Gentry, C. A.; Herron, J. N. Biochemistry 1995, 34, 6975-6984
91. Lange, O. F.; Grubmüller, H. Proteins: Struct., Funct., Bioinf. 2008, 70, 1294-1312
92. Honegger, A.; Plückthun, A. J. Mol. Biol. 2001, 309, 687-699
93. Kipriyanov, S. M.; Moldenhauer, G.; Martin, A. C.; Kupriyanova, O. A.; Little, M. Protein Eng. 1997, 10, 445-453
94. De Haard, H. J.; Kazemier, B.; Van der Bent, A.; Oudshoorn, P.; Boender, P.; Van Gemen, B.; Arends, J. W.; Hoogenboom, H. R. Protein Eng. 1998, 11, 1267-1276
95. Williams, D. C.; Rule, G. S.; Poljak, R. J.; Benjamin, D. C. J. Mol. Biol. 1997, 270, 751-762
96. Feige, M. J.; Groscurth, S.; Marcinowski, M.; Shimizu, Y.; Kessler, H.; Hendershot, L. M.; Buchner, J. Mol. Cell 2009, 34, 569-579
97. Kabat, E. A.; Padlan, E. A.; Davies, D. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 2785-2788
98. Adachi, M.; Kurihara, Y.; Nojima, H.; Takeda-Shitaka, M.; Kamiya, K.; Umeyama, H. Protein Sci. 2003, 12, 2125-2131
99. Lee, Y. K.; Brewer, J. W.; Hellman, R.; Hendershot, L. M. Mol. Biol. Cell 1999, 10, 2209-2219
100. Feige, M. J.; Groscurth, S.; Marcinowski, M.; Yew, Z. T.; Truffault, V.; Paci, E.; Kessler, H.; Buchner, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 13373-13378
101. Ewert, S.; Huber, T.; Honegger, A.; Plückthun, A. J. Mol. Biol. 2003, 325, 531-553
102. Vargas-Madrazo, E.; Paz-García, E. J. Mol. Recognit. 2003, 16, 113-120
103. Chennamsetty, N.; Voynov, V.; Kayser, V.; Helk, B.; Trout, B. L. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 6614-6624
104. Chennamsetty, N.; Voynov, V.; Kayser, V.; Helk, B.; Trout, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 11937-11942
105. Zimmermann, M. T.; Skliros, A.; Kloczkowski, A.; Jernigan, R. L. Immunome Res. 2011, 7, 5