内容形式：摘要译文
抗体通常对其相应表位表现出高度特异性，但不同表位之间的结构和理化性质相似性可能使抗体识别不同的抗原，从而产生交叉反应性。这一特性可用于抗体再利用。为鉴定具有此类相似性的表位，可以采用基于序列和基于结构的方法。在此背景下，3D Zernike 描述符以数值特征向量的形式对蛋白质表面几何形状进行紧凑表征，从而不依赖结构比对和取向即可实现定量比较。因此，本研究旨在评估 3D Zernike 描述符在抗体和表位结构聚类中的应用，并探讨其在抗体再利用以识别新靶标方面的用途。为此，在不同结构层级上对先前已与相似表位识别相关的抗体结合位点进行了分析，考察了互补决定区（CDRs）、CDRH3 以及完整抗原结合位点。随后，通过计算其相应 3D Zernike 特征向量之间的欧氏距离，对表面相似性进行了定量。并以 SPACE2 为基准对性能进行了评估。此外，还根据不同距离阈值识别能够结合相同表位的抗体对的能力，对多个距离阈值进行了评估。基于抗原结合位点的方法在距离阈值为 2.7 时，在识别出的抗体对数量和精确率之间实现了最佳平衡；而表位聚类在距离不超过 3.0 时表现出稳健性能。在这些阈值下，3D Zernike 描述符识别出的功能性抗体对数量多于 SPACE2，同时保持了相当的精确率，并识别出互补的抗体对集合。综上所述，
这些发现支持利用 3D Zernike 描述符对抗体和表位进行结构聚类，并指导抗体再利用。G 是一种高致死性的 zoonotic pathogen。结构筛选鉴定出三种抗体，其表位与 NiV 靶标相似；在分子对接实验中，这些抗体也一致地表现出对靶表位的结合偏好。值得注意的是，其中一种候选抗体原本靶向 SARS-CoV-2 表位，却能与 NiV 表位形成稳定复合物；在加热分子动力学模拟中，其 RMSD 始终保持在 5 Å 阈值以内，因此成为潜在的交叉反应候选抗体。这些结果支持将该计算框架用于针对新兴靶标的生物制药发现。综上，这些发现支持利用 3D Zernike 描述符对抗体和表位进行结构聚类，并指导抗体再利用。
关键词：三维 Zernike 描述符 · 抗体结构聚类 · 表位相似性 · 抗体再利用 · 交叉反应性 · 结构生物信息学
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.12.744489v1?rss=1