Recognition Mechanism of Dectin-1 for Phosphorylated β -（1→3）-D-Glucan in Potential Recognition Regions Based on Molecular Dynamics Simulations

doi:10.7503/cjcu20250401

Abstract

Abstract:

Molecular docking combined with molecular dynamics（MD） simulations was employed to investigate the interaction mechanisms between phosphorylated triple-helical linear β-（1→3）-glucan（TH-CP） and dendritic cell- associated C-type lectin-1（Dectin-1）. The results demonstrate that phosphorylation at the O₆ and O_4，6 positions introduces stable potential binding sites on the surface of Dectin-1， enabling TH-CP to form thermodynamically favorable and structurally stable complexes with the receptor. Among the three recognition modes identified at the potential binding site， complexes adopting an epitope recognition pattern exhibit a pronounced binding advantage. This behavior mainly arises from the cooperative interactions between TH-CP and a larger number of surrounding amino acid residues at the potential site， leading to enhanced van der Waals and electrostatic interactions. In addition， multiple hydroxyl groups within the phosphate moieties can act as flexible hydrogen bond donors and acceptors， giving rise to a novel hydrogen-bonding network distinct from that at the classical binding site. As a result， the recognition capability mediated by the potential binding site is comparable to that of unmodified β-（1→3）-glucan interacting with Dectin-1 at the classical binding site.

Key words: β-（1→3）-Glucan, Phosphorylation, Dendritic cell-associated C-type lectin-1, Recognition mode, Molecular dynamic simulation

CLC Number:

O636

TrendMD:

ZHONG Binyan, FENG Xuan, GAO Yufu, ZHAN Senhua, SHI Tongfei. Recognition Mechanism of Dectin-1 for Phosphorylated β -（1→3）-D-Glucan in Potential Recognition Regions Based on Molecular Dynamics Simulations[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(6): 20250401.

Figures/Tables 7

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TH⁃bglc	-231.681	-278.322	418.977	-37.510	-128.535
Complex⁃1	-265.140	-363.046	538.899	-38.367	-127.654
Complex⁃2	-231.166	-175.561	343.339	-32.928	-96.316
Complex⁃3	-194.263	-239.492	362.502	-24.811	-96.106

Gmx_mmpbsa	ΔE_vdW/（kJ·mol^-1）	ΔE_elec/（kJ·mol^-1）	ΔG_polar/（kJ·mol^-1）	ΔG_nonpolar/（kJ·mol^-1）	ΔG_bind/（kJ·mol^-1）
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Dectin⁃1 residue	TH⁃CP chemical group^*	Occupancy（%）	Dectin⁃1 residue	TH⁃CP chemical group^*	Occupancy（%）
Tyr141	C₅PO₆₃	14.9	Asn185（O）	B₄HPO₆₁	30.3
Lys144（HZ1）	A₆PO₆₃	82.1	Glu194（O）	B₉HPO₆₁	54.7
Lys144（HZ1）	B₉PO₆₃	37.8	Glu194（OE1）	B₉HPO₆₂	16.9
Arg145	C₄PO₆₃	44.3	Asp195（O）	B₁₀HPO₆₂	47.3
Asn185（HD21）	B₄O₄	86.1	Asp195（O）	A₆HO₄	33.3
Asn185（HD21）	C₅O₆	79.6	Asp195（O）	B₁₀HPO₆₁	24.4
Asn185（O）	B₄HPO₆₂	51.2

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Tyr141	C₅PO₆₃	14.9	Asn185（O）	B₄HPO₆₁	30.3
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