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
- Lê Tấn Tài, Đường Thanh Luận, Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu điều chế vật liệu bentonit lai vô cơ - hữu cơ và ứng dụng xử lý xanh methylen và phosphat trong nước , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 31 (2018): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Trần Thị Xuân Mai, Trần Việt Dũng, Bùi Văn Thắng, Khảo sát khả năng hấp phụ phenol đỏ và Mn(II) trong nước bằng vật liệu CTAB/Al-bentonit , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 9 Số 3 (2020): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Tran Ngoc Bich, Nguyen Ngoc Hieu, Ta Thi Tho, Le Thi Ngoc Tu, Huynh Vinh Phuc, Linear and nonlinear refractive index changes in monolayer MoSe2 , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 10 Số 5 (2021): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Hà Thanh Tùng, Huỳnh Vĩnh Phúc, Lê Thị Ngọc Tú, Ảnh hưởng của phương pháp chế tạo lên hiệu suất của pin mặt trời chấm lượng tử , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 11 Số 2 (2022): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Le Thi Hoa, Tran Ngoc Bich, Nguyen Ngoc Hieu, Le Thi Ngoc Tu, Huynh Vinh Phuc, Dirac electron in gapped graphene under exponentially decaying magnetic field , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 11 Số 5 (2022): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Bùi Văn Thắng, Nguyễn Thị Lệ Vân, Ảnh hưởng nồng độ cetyl trimetylamoni bromua đến cấu trúc vật liệu bentonit hữu cơ , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 12 (2015): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu điều chế và đặc trưng cấu trúc của vật liệu bentonit biến tính nhôm , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 7 (2014): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Huynh Thi Ngoc Thanh, Nguyen Quoc Thai, Pham Minh Tri, Identifying potential drugs for inhibition the M2 protein channel of influenza A by steered molecular dynamics , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 11 Số 5 (2022): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Lê Văn Tiền, Châu Thành Luân, Trương Nhựt Tân, ThS Trần Thị Xuân Mai, Nguyễn Minh Thảo, Bùi Văn Thắng, Khảo sát khả năng hấp phụ methyl orange trong nước bằng cellulose được tách từ giấy thải văn phòng , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: 2026: Bài chờ xuất bản chuyên san Khoa học Tự nhiên
- Huynh Thi Ngoc Thanh, Kieu Nhat Ha, Kieu Minh Nhan, Interaction mechanism of Ensitrelvir with SARS-CoV-2 main protease and its variants revealed by molecular dynamics simulation , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 15 Số 5 (2026): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)