High Affinity Antigen Recognition of the Dual Specific Variants of Herceptin Is Entropy-Driven in Spite of Structural Plasticity

The antigen-binding site of Herceptin, an anti-human Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2) antibody, was engineered to add a second specificity toward Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) to create a high affinity two-in-one antibody bH1. Crystal structures of bH1 in complex with either antigen showed that, in comparison to Herceptin, this antibody exhibited greater conformational variability, also called “structural plasticity”. Here, we analyzed the biophysical and thermodynamic properties of the dual specific variants of Herceptin to understand how a single antibody binds two unrelated protein antigens. We showed that while bH1 and the affinity-improved bH1-44, in particular, maintained many properties of Herceptin including binding affinity, kinetics and the use of residues for antigen recognition, they differed in the binding thermodynamics. The interactions of bH1 and its variants with both antigens were characterized by large favorable entropy changes whereas the Herceptin/HER2 interaction involved a large favorable enthalpy change. By dissecting the total entropy change and the energy barrier for dual interaction, we determined that the significant structural plasticity of the bH1 antibodies demanded by the dual specificity did not translate into the expected increase of entropic penalty relative to Herceptin. Clearly, dual antigen recognition of the Herceptin variants involves divergent antibody conformations of nearly equivalent energetic states. Hence, increasing the structural plasticity of an antigen-binding site without increasing the entropic cost may play a role for antibodies to evolve multi-specificity. Our report represents the first comprehensive biophysical analysis of a high affinity dual specific antibody binding two unrelated protein antigens, furthering our understanding of the thermodynamics that drive the vast antigen recognition capacity of the antibody repertoire

Restauration de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens

Depuis le milieu du xxe siècle, du fait de la forte croissance démographique, les sols et la végétation des zones tropicales et méditerranéennes subissent d'importantes dégradations. Actuellement, plus de 20 % des terres cultivées sont dégradées chimiquement, physiquement et biologiquement. En effet, malgré la mise en œuvre de grands projets tels la conservation de l'eau et des sols (CES), la production agricole ne peut être maintenue à un niveau suffisant pour nourrir une population qui double tous les vingt ans dans les pays du Sud. Cet ouvrage a ainsi pour objectif de présenter les principaux résultats de la recherche dans le domaine de la restauration de la productivité des sols. Les causes de la dégradation des sols des régions chaudes sont présentées dans un premier temps. On évalue ensuite les divers modes de gestion de la biomasse et des nutriments, puis les techniques culturales et les systèmes de gestion de l'eau. Les nombreuses données expérimentales présentées montrent que la restauration durable des systèmes agroécologiques est possible, moyennant le respect de six règles : une bonne maîtrise de l'eau, l'apport de matières organiques, l'utilisation de compléments minéraux, la revitalisation du sol (fumier / compost), la correction du pH du sol et le choix judicieux de cultures à fort développement de biomasse. L'ouvrage, qui présente de nombreuses études de terrain originales, s'adresse tant aux chercheurs qu'aux enseignants, aux étudiants, aux décideurs et aux différents acteurs en charge du développement rural