СПОСОБЫ ВЫЯВЛЕНИЯ В БЕЛКАХ ОБЛАСТЕЙ, ОТВЕТСТВЕННЫХ ЗА СВЯЗЫВАНИЕ МАКРОМОЛЕКУЛ, И ОБЛАСТЕЙ, СКЛОННЫХ К АГРЕГАЦИИ, И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1. Способ расчета пространственной склонности к агрегации (ПСА) для конкретного атома в белке, включающий:
(i) идентификацию одного или более атомов или аминокислотных остатков в структурной модели, представляющей белок, где один или более атомов находятся внутри определенной области пространства, с центром в конкретном атоме или около него, или один или более аминокислотных остатков содержат, по меньшей мере, один атом внутри определенной области пространства с центром в конкретном атоме или около него;
(ii) расчет для одного или более атомов в определенной области пространства отношения площади поверхности, доступной растворителю (ПДР), атомов к ПДР атомов в идентичном, полностью экспонированном остатке;
(iii) умножение каждого отношения на гидрофобность атома для одного или более атомов; и
(iv) суммирование произведений стадии (iii); где сумма представляет собой ПСА для конкретного атома; и
где необязательно ПСА для конкретного атома рассчитывают путем проведения молекулярно-динамического моделирования перед стадией (i) и путем повторения стадий (i)-(iv), каждый раз проводя дополнительное молекулярно-динамическое моделирование для множества временных шагов, получая в результате множество сумм, как на стадии (iv), и путем расчета среднего значения сумм;
в результате чего рассчитанное среднее значение представляет собой ПСА для конкретного атома.
2. Способ по п.1, в котором определенная область пространства представляет собой сферу, имеющую радиус в диапазоне от 1 до 30 Å.
3. Способ по п.2, в котором радиус составляет 5 Å.
4. Способ по п.1, в котором проводят молекулярно-динамическое моделирование с использованием пакета программ моделирования, выбранного из группы, включающей ABINIT, AMBER, Ascalaph, CASTEP, CPMD, CHARMM, DL_POLY, FIREBALL, GROMACS, GROMOS, LAMMPS, MDynaMix, MOLDY, MOSCITO, NAMD, Newton-X, ProtoMol, PWscf, SIESTA, VASP, TINKER, YASARA, ORAC и XMD.
5. Способ идентификации на белке области, склонной к агрегации, включающий
(a) картирование на структурной модели белка пространственной склонности к агрегации (ПСА), рассчитанной согласно способу по п.1; и
(b) идентификацию области внутри белка, содержащей множество атомов, имеющих ПСА>0;
где область, склонная к агрегации, содержит аминокислоты, содержащие указанное множество атомов.
6. Способ по п.5, в котором идентификация включает построение графика величин ПСА; расчет для пиков на графике площади под кривой (AUC); и идентификацию одной или более областей белка с положительным значением AUC, где область, склонная к агрегации, содержит идентифицированные области белка.
7. Способ получения варианта белка, который проявляет уменьшенную склонность к агрегации, включающий
замену или делегирование, по меньшей мере, одного аминокислотного остатка внутри области белка, склонной к агрегации,
где область, склонную к агрегации, идентифицируют с использованием балльных оценок ПСА, рассчитанных с помощью способа по п.1; и где если заменяют аминокислотный остаток, то его заменяют на аминокислотный остаток, который является более гидрофильным, так что склонность варианта к агрегации уменьшается.
8. Способ получения варианта белка, который проявляет уменьшенную склонность к агрегации, включающий
(a) получение множества вариантов белка путем замены в каждом варианте, по меньшей мере, одного остатка внутри области, склонной к агрегации, где область, склонную к агрегации, идентифицируют с использованием балльных оценок ПСА, вычисленных с помощью способа по п.1, где, по меньшей мере, один остаток заменяют на остаток, который является более гидрофильным; и
(b) отбор варианта белка, полученного как на стадии (а), который проявляет уменьшенную склонность к агрегации.
9. Способ по п.7, где заменяют, по меньшей мере, два аминокислотных остатка внутри области, склонной к агрегации.
10. Способ по п.7, где внутри белка заменяют, по меньшей мере, один остаток внутри более чем одной области, склонной к агрегации.
11. Способ по п.7, где белок выбирают из группы, состоящей из антитела, Fab-фрагмента, Fab'-фрагмента, Fd-фрагмента, Fv-фрагмента, F(ab')2-фрагмента и Fc-фрагмента.
12. Способ получения фармацевтической композиции, содержащей вариант белка, который проявляет уменьшенную склонность к агрегации, включающий заключение варианта белка, полученного способом по п.7, в рецептуру вместе с фармацевтически приемлемым носителем, адъювантом и/или вспомогательным веществом.
13. Способ идентификации на белке области связывания макромолекулы, включающий
(a) картирование на структурной модели белка ПСА, вычисленной способом по п.1; и
(b) идентификацию области внутри белка, содержащей множество атомов, имеющих ПСА>0;
где область связывания макромолекулы содержит аминокислоты, содержащие указанное множество атомов.
14. Способ по п.13, где идентификация включает построение графика значений ПСА; расчет для пиков на графике площади под кривой (AUC); и идентификацию одной или более областей белка с положительным значением AUC, где область связывания макромолекулы содержит идентифицированные области белка.
15. Способ получения варианта белка, который проявляет уменьшенное сродство связывания с макромолекулой, включающий
замену или делегирование, по меньшей мере, одного аминокислотного остатка в белке внутри области связывания макромолекулы, где область связывания макромолекулы идентифицируют с использованием балльных оценок ПСА, рассчитанных способом по п.1, где если заменяют аминокислотный остаток, то его заменяют на аминокислотный остаток, который является более гидрофильным, так что сродство связывания варианта в отношении макромолекулы уменьшается.
16. Способ получения варианта белка, который проявляет измененное сродство связывания с макромолекулой, включающий
(a) получение множества вариантов белка путем замены в каждом варианте, по меньшей мере, одного остатка в белке в пределах области связывания макромолекулы, где область связывания макромолекулы идентифицируют с использованием балльных оценок ПСА, рассчитанных способом по п.1, и где заменяют один или более различных остатков или различные комбинации остатков в каждом варианте; и
(b) отбор варианта белка, полученного как на стадии (а), который проявляет измененное сродство связывания в отношении макромолекулы.
17. Способ по п.15, где заменяют, по меньшей мере, два аминокислотных остатка внутри области связывания макромолекулы.
18. Способ по п.15, где в белке заменяют, по меньшей мере, один остаток внутри более чем одной области связывания макромолекулы.
19. Способ получения фармацевтической композиции, содержащей вариант белка, который проявляет измененную склонность к взаимодействию с партнером по связыванию, включающий заключение варианта белка, полученного согласно способу по п.15, в рецептуру вместе с фармацевтически приемлемым носителем, адъювантом и/или вспомогательным веществом.