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タイトルCombating the SARS-CoV-2 Omicron (BA.1) and BA.2 with potent bispecific antibodies engineered from non-Omicron neutralizing antibodies.
ジャーナル・号・ページCell Discov, Vol. 8, Issue 1, Page 104, Year 2022
掲載日2022年10月7日
著者Yingdan Wang / Xiang Zhang / Yunping Ma / Yanqun Wang / Wuqiang Zhan / Qinwen Zheng / Meng Zhang / Ping Ji / Mei Liu / Qianying Liu / Tingting Sun / Tongyu Zhu / Yumei Wen / Lei Sun / Jincun Zhao / Fan Wu / Zhenguo Chen / Jinghe Huang /
PubMed 要旨The highly mutated and transmissible Omicron (BA.1) and its more contagious lineage BA.2 have provoked serious concerns over their decreased sensitivity to the current COVID-19 vaccines and evasion ...The highly mutated and transmissible Omicron (BA.1) and its more contagious lineage BA.2 have provoked serious concerns over their decreased sensitivity to the current COVID-19 vaccines and evasion from most anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibodies (NAbs). In this study, we explored the possibility of combating the Omicron and BA.2 by constructing bispecific antibodies based on non-Omicron NAbs. We engineered 10 IgG-like bispecific antibodies with non-Omicron NAbs named GW01, 16L9, 4L12, and REGN10987 by fusing the single-chain variable fragments (scFvs) of two antibodies through a linker and then connecting them to the Fc region of IgG1. Surprisingly, 8 out of 10 bispecific antibodies showed high binding affinities to the Omicron receptor-binding domain (RBD) and exhibited extreme breadth and potency against pseudotyped SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) including Omicron and BA.2, with geometric mean of 50% inhibitory concentration (GM IC) values ranging from 4.5 ng/mL to 103.94 ng/mL, as well as the authentic BA.1.1. Six bispecific antibodies containing the cross-NAb GW01 not only neutralized Omicron and BA.2, but also neutralized the sarbecoviruses including SARS-CoV and SARS-related coronaviruses (SARSr-CoVs) RS3367 and WIV1, with GM IC ranging from 11.6 ng/mL to 103.9 ng/mL. Mapping analyses of 42 spike (S) variant single mutants of Omicron and BA.2 elucidated that these bispecific antibodies accommodated the S371L/F mutations, which were resistant to most of the non-Omicron NAbs. A cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure study of the representative bispecific antibody GW01-16L9 (FD01) in its native full-length IgG form in complex with the Omicron S trimer revealed 5 distinct trimers and one novel trimer dimer conformation. 16L9 scFv binds the receptor-binding motif (RBM), while GW01 scFv binds a epitope outside the RBM. Two scFvs of the bispecific antibody synergistically induced the RBD-down conformation into 3 RBD-up conformation, improved the affinity between IgG and the Omicron RBD, induced the formation of trimer dimer, and inhibited RBD binding to ACE2. The trimer dimer conformation might induce the aggregation of virions and contribute to the neutralization ability of FD01. These novel bispecific antibodies are strong candidates for the treatment and prevention of infection with the Omicron, BA.2, VOCs, and other sarbecoviruses. Engineering bispecific antibodies based on non-Omicron NAbs could turn the majority of NAbs into a powerful arsenal to aid the battle against the pandemic.
リンクCell Discov / PubMed:36207299 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.47 - 6.11 Å
構造データ

32654

7wop

EMDB-32654, PDB-7wop:
The local refined map of Omicron spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.51 Å

32655

7woq

EMDB-32655, PDB-7woq:
The state 1 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.47 Å

32656

7wor

EMDB-32656, PDB-7wor:
The state 2 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.7 Å

32657

7wos

EMDB-32657, PDB-7wos:
The state 3 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.91 Å

32659

7wou

EMDB-32659, PDB-7wou:
The state 4 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.47 Å

32660

7wov

EMDB-32660, PDB-7wov:
The state 5 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.87 Å

32661

7wow

EMDB-32661, PDB-7wow:
The state 6 of Omicron Spike with bispecific antibody FD01
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.11 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン / N-アセチルグルコサミン

由来
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードVIRAL PROTEIN (ウイルスタンパク質) / Omicron (Ο) / Spike / Bispecific antibody (二重特異性モノクローナル抗体)

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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