講座主題:解析抗體結構的奧秘
講座時間:2023年11月30日(周四),14:00
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抗體是一種特殊的蛋白質,它們可以幫助拉斯维加斯9888的身體抵抗病毒、細菌等外來入侵者。抗體是由一種叫做B細胞的免疫細胞產生的,每一種B細胞可以產生一種特定的抗體,能夠識別和結合一種特定的抗原,即外來入侵者的一部分。當抗體與抗原結合後,就會發出信號,吸引其他免疫細胞來消滅入侵者,從而保護拉斯维加斯9888的身體。
圖 | B細胞的激活與抗體的產生
(來源:http://fr.dreamstime.com/activation-des-leucocytes-lymphocyte-b-image103194897)
抗體的結構由四條鏈組成,兩條重鏈和兩條輕鏈,它們通過二硫鍵連接在一起,形成一個Y形的分子。抗體的一端叫做恆定區,它決定了抗體的類型和功能,例如,有些抗體可以激活補體系統,有些抗體可以穿過胎盤,有些抗體可以促進吞噬作用等。抗體的另一端叫做可變區,它決定了抗體的特異性和親和力,即抗體能夠識別和結合哪些抗原,以及結合的強度。可變區的最外端叫做互補決定區(CDR),它是抗體與抗原接觸的部分,它的形狀和電荷與抗原的形狀和電荷相互匹配,就像一把鑰匙和一個鎖孔一樣。
圖 | 羅氏雙特異性抗體Mosunetuzumab,抗體的CDR區連結惡性B細胞並激活細胞毒性T細胞
(來源:http://medicaltrend.org/2021/04/14/roche-new-prot-21-tcb-antibody)
抗體是一種重要的生物藥物,它們可以用於治療多種疾病,如癌症、自身免疫性疾病、傳染病等。抗體藥物是通過人工的方法製造出來的,它們可以模仿或改造自然的抗體,以達到預期的效果。例如,有些抗體藥物可以阻斷某些細胞因子的信號,從而抑制炎症反應,有些抗體藥物可以識別並殺死癌細胞,有些抗體藥物可以中和某些毒素或病毒,等等。抗體藥物的研發是一個複雜而耗時的過程,需要經過多個步驟,如抗體的發現、篩選、優化、表達、純化、表徵等。為了提高抗體藥物的研發效率和質量,科學家們利用了一些先進的計算技術,如人工智能(AI)和分子動力學模擬(MD),來輔助抗體的設計、預測、評估、優化等過程。
AI是一種模擬人類智能的技術,它可以從大量的數據中學習規律和特徵,並進行推理和預測。AI在抗體領域有着廣泛的應用,例如抗體結構預測、抗體-抗原相互作用預測、親和力成熟等。AI可以利用多種算法來處理不同類型的數據,例如隨機森林分類、支持向量機、圖神經網絡、卷積神經網絡等。
圖 | 使用深度學習注意力機制的抗體人源化模型Sapiens
(來源:http://doi.org/10.1080/19420862.2021.2020203)
MD是一種模擬分子運動的技術,它可以根據經典力學原理計算分子在給定條件下的運動軌跡和狀態變化。MD可以重現、監測和預測自然過程,如抗體的摺疊、變形、相互作用等。MD在生物物理學領域有着廣泛的應用,例如抗體結構優化、抗體穩定性分析、功能研究等。
圖 | MaXFlow平台的抗體分子動力學模擬展示
AI和MD是兩種強大而互補的技術,它們可以相互協作,以提高抗體藥物研發的效率和準確性。例如,AI可以提供高效的特徵提取和預測方法,以輔助MD的參數化、粗粒化、分子設計等步驟;MD可以提供可解釋的數據生成和模擬方法,以驗證和優化AI的學習和推理結果。因此,建立AI和MD之間的接口,能夠使兩種技術發揮更大的潛力,為抗體藥物研髮帶來新的機遇和挑戰。
圖 | MaXFlow平台中結合AI和分子模擬的人源化抗體親和力成熟工作流
拉斯维加斯9888科技的MaXFlow平台融合了AI和分子模擬技術,可使用新一代工作流技術便捷實現AI+分子模擬的流程化計算,大幅降低AI和分子模擬的使用門檻,構建數據驅動+智能模型驅動的研發新模式。如何利用AI+分子模擬解析抗體結構的奧秘?敬請關注11月30日的在線講座。