In silico screening of SARS-CoV-2 RBD-targeting antibodies using HDOCK and PRODIGY
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
The COVID-19 pandemic and the emergence of SARS-CoV-2 variants underscore the need for potent neutralizing monoclonal antibodies. This study screened 288 antibodies targeting the receptor-binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 using the HDOCK platform for protein-protein docking, followed by binding affinity prediction with PRODIGY. Five antibody-RBD complexes (P4A2, C1A-B3, COVOX-150, CC12.1, and 3G10) were identified with high docking scores and binding affinities in the picomolar to nanomolar range (Kd: 8.20 x 10-15 to 1.20 x 10-13 M). Key RBD residues (Tyr473, Leu455, Asn487, Tyr501) were found to drive stable interactions through hydrogen bonds and nonbonded contacts. A strong correlation (R = -0.9, p < 0.001) between HDOCK docking scores, binding free energy (ΔG), and ln(Kd) validates the predictive consistency of this approach. These findings provide a computational framework for prioritizing antibody candidates for further experimental validation, supporting cost-effective antibody development for COVID-19 treatment in Vietnam.
Từ khóa
HDOCK, monoclonal antibody, PRODIGY, protein-protein docking, RBD, SARS-CoV-2, SMD
Chi tiết bài viết

Bài báo này được cấp phép theo Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Iyer, A. S., Jones, F. K., Nodoushani, A., Kelly, M., Becker, M., Slater, D., Mills, R., Teng, E., Kamruzzaman, M., Garcia-Beltran, W. F., Astudillo, M., Yang, D., Miller, T. E., Oliver, E., Fischinger, S., Atyeo, C., Iafrate, A. J., Calderwood, S. B., Lauer, S. A., Yu, J., Li, Z., Feldman, J., Hauser, B. M., Caradonna, T. M., Branda, J. A., Turbett, S. E., LaRocque, R. C., Mellon, G., Barouch, D. H., Schmidt, A. G., Azman, A. S., Alter, G., Ryan, E. T., Harris, J. B., & Charles, R. C. (2020). Persistence and decay of human antibody responses to the receptor binding domain of SARS-CoV-2 spike protein in COVID-19 patients. Science Immunology, 5(52), eabe0367. https://doi.org/doi:10.1126/sciimmunol.abe0367
Kaas, Q., Ruiz, M., & Lefranc, M. P. (2004). IMGT/3Dstructure-DB and IMGT/StructuralQuery, a database and a tool for immunoglobulin, T cell receptor and MHC structural data. Nucleic Acids Res, 32(Database issue), D208-210. https://doi.org/10.1093/nar/gkh042
Lai, C. C., Shih, T. P., Ko, W. C., Tang, H. J., & Hsueh, P. R. (2020). Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): The epidemic and the challenges. International journal of antimicrobial agents, 55(3), 105924. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.105924
Li, S. M, Khanh, M. (2012). Steered molecular dynamics-A Promising tool for drug design, Current Bioinformatics, 7(4), 342-351. https://doi.org/10.2174/157489312803901009
Olsen, T. H., Boyles, F., & Deane, C. M. (2022). Observed antibody space: A diverse database of cleaned, annotated, and translated unpaired and paired antibody sequences. Protein Sci, 31(1), 141-146. https://doi.org/10.1002/pro.4205
Premkumar, L., Segovia-Chumbez, B., Jadi, R., Martinez, D. R., Raut, R., Markmann, A., Cornaby, C., Bartelt, L., Weiss, S., Park, Y., Edwards, C. E., Weimer, E., Scherer, E. M., Rouphael, N., Edupuganti, S., Weiskopf, D., Tse, L. V., Hou, Y. J., Margolis, D., Sette, A., Collins, M. H., Schmitz, J., Baric, R. S., & de Silva, A. M. (2020). The receptor binding domain of the viral spike protein is an immunodominant and highly specific target of antibodies in SARS-CoV-2 patients. Sci Immunol, 5(48). https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abc8413
Raybould, M. I. J., Kovaltsuk, A., Marks, C., & Deane, C. M. (2021). CoV-AbDab: the coronavirus antibody database. Bioinformatics, 37(5), 734-735. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btaa739
Schrödinger, LLC. (2015). The PyMOL molecular graphics system, Version 1.8. https://pymol.org
Taylor, P. C., Adams, A. C., Hufford, M. M., de la Torre, I., Winthrop, K., & Gottlieb, R. L. (2021). Neutralizing monoclonal antibodies for treatment of COVID-19. Nat Rev Immunol, 21(6), 382-393. https://doi.org/10.1038/s41577-021-00542-x
Wang, C., Li, W., Drabek, D., Okba, N. M. A., van Haperen, R., Osterhaus, A. D. M. E., van Kuppeveld, F. J. M., Haagmans, B. L., Grosveld, F., & Bosch, B.-J. (2020). A human monoclonal antibody blocking SARS-CoV-2 infection. Nature Communications, 11(1), 2251. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16256-y
Xue, L. C., Rodrigues, J. P., Kastritis, P. L., Bonvin, A. M., & Vangone, A. (2016). PRODIGY: a web server for predicting the binding affinity of protein–protein complexes. Bioinformatics, 32(23), 3676-3678. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw514
Yan, Y., Zhang, D., Zhou, P., Li, B., & Huang, S.-Y. (2017). HDOCK: a web server for protein–protein and protein–DNA/RNA docking based on a hybrid strategy. Nucleic Acids Research, 45(W1), W365-W373. https://doi.org/10.1093/nar/gkx407
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- Nguyễn Thanh Hiếu, Trần Thị Xuân Mai, Dương Vân Anh, Bùi Văn Thắng, Khảo sát khả năng hấp phụ xanh methylene trong nước bằng vật liệu MnFe2O4/bentonite , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 2 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Bui Van Thang, Nguyen Thi Ngoc Qui, Tran Thi Xuan Mai, Nguyen Minh Thao, An investigation on the adsorption of methylene blue from water by MnFe2O4-modified diatomite , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 5 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- TS. Le Thi Ngoc Tu, ThS Truong Thi Bach Yen, Perspectives of pedagogy students at Dong Thap University on STEM education activities , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 14 Số 7 (2025): Chuyên san Khoa học Xã hội và Nhân văn (Tiếng Anh)
- Huỳnh Thị Ngọc Thanh, Nguyễn Quốc Thái, Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu tương tác của hợp chất CID 16040294 với amyloid beta bằng phương pháp docking , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 2 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Trần Thị Xuân Mai, ThS Nguyễn Thị Ngọc Quí, TS. Bùi Văn Thắng, Chế tạo vật liệu bentonite biến tính bằng citric acid để xử lý methylene blue trong nước , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 14 Số 2 (2025): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Bùi Văn Thắng, Trần Thị Xuân Mai, Khảo sát hấp phụ As(V) trong dung dịch nước bằng vật liệu zeolite biến tính bằng Mn , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 24 (2017): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- TS. Lê Thị Ngọc Tú, ThS Trương Thị Bạch Yến, Tích hợp giáo dục phát triển bền vững vào nội dung giảng dạy Vật lý trong môn Khoa học tự nhiên (THCS) và môn Vật lý (THPT) vùng đồng bằng sông Cửu Long , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 14 Số 04S (2025): Số Đặc biệt Hội nghị Khoa học tự nhiên Đồng bằng sông Cửu Long
- Dr. Nguyen Quoc Thai, Master Huynh Thi Ngoc Thanh, CN. Kieu Minh Nhan, CN. Kieu Nhat Ha, Molecular mechanism of Ensitrelvir and its similarity inhibiting SARS-CoV-2 main protease by molecular dynamics simulation , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 13 Số 5 (2024): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Bùi Văn Thắng, Nguyễn Thị Thuỳ Trang, Khảo sát hấp phụ Cu2+ bằng vật liệu bentonit và bentonit hoạt hóa: ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ, nồng độ ban đầu và đẳng nhiệt hấp phụ , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 14 (2015): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Pham Truong Giang, Tran Quoc Tuan, Huynh Thi Ngoc Thanh, Nguyen Quoc Thai, Le Thi Ngoc Tu, Identification of the potential compounds for inhibition CD44 target of human breast cancer stem cells by docking method , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 13 Số 5 (2024): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)