The recombinant human keratinocyte growth factor (rhKGF) is clinically applied to decrease the incidence and duration of cancer therapeutic agents. Particularly, it is extensively used for oral mucositis after chemotherapy-induced damage of different human cancers. However, the usage of rhKGF in treatment is limited owing to its short half-life, poor stability, immunogenicity, tendency to aggregate, and side effects. Therefore, there is a need to enhance the stability and to reduce immunogenicity of rhKGF for therapeutic applications. In this study, the stability, activity, and immunogenicity of rhKGF were improved using computational methods. The several mutations were generated based on sequence alignment, amino acids physic-chemical properties, and the structure simulation. The 3D structure of rhKGF and proposed mutants were predicted by Modeller v9.15 program, and then were evaluated using PROSESS, PROCHECK, and ProSA web tools. Afterwards, the effect of these mutants on rhKGF structure, stability, activity, and its interaction with fibroblast growth factor receptor2-IIb (FGFR2-IIb) was analyzed through utilizing GROMACS molecular dynamics simulations and docking tools, respectively. Also, binding free energies were calculated by the Molecular Mechanics/Poisson–Boltzmann Surface Area (MM/PBSA) method. We found that F63Y, R121K, and combine1 (K38R, F63Y, K72E, N105S) mutants lead to reduction of the number of T-cell epitopes. However, all of the selected mutants, except for R121K, could considerably increase stability and affinity of the rhKGF to FGFR2-IIb, in silico. In conclusion, this study, for the first time, offered that the combine1 and F63Y mutants could highly improve the stability and activity of rhKGF and even reduce immunogenicity without having any significant effect on the biological functions of rhKGF.

重组人角质形成细胞生长因子（rhKGF）在临床上用于降低癌症治疗剂的发生率和持续时间。特别是广泛用于不同人类癌症化疗引起的损伤后的口腔粘膜炎。然而，由于其半衰期短、稳定性差、免疫原性、聚集倾向和副作用，rhKGF在治疗中的使用受到限制。因此，对于治疗应用，需要增强rhKGF的稳定性并降低其免疫原性。在这项研究中，使用计算方法提高了 rhKGF 的稳定性、活性和免疫原性。几个突变是基于序列比对、氨基酸物理化学性质和结构模拟产生的。rhKGF 和提出的突变体的 3D 结构由 Modeller v9.15 程序预测，然后使用 PROSESS、PROCHECK 和 ProSA 网络工具进行评估。随后，分别利用 GROMACS 分子动力学模拟和对接工具分析了这些突变体对 rhKGF 结构、稳定性、活性及其与成纤维细胞生长因子受体 2-IIb (FGFR2-IIb) 相互作用的影响。此外，结合自由能通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算。我们发现 F63Y、R121K 和 combine1（K38R、F63Y、K72E、N105S）突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，PROCHECK 和 ProSA 网络工具。随后，分别利用 GROMACS 分子动力学模拟和对接工具分析了这些突变体对 rhKGF 结构、稳定性、活性及其与成纤维细胞生长因子受体 2-IIb (FGFR2-IIb) 相互作用的影响。此外，结合自由能通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算。我们发现 F63Y、R121K 和 combine1（K38R、F63Y、K72E、N105S）突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，PROCHECK 和 ProSA 网络工具。随后，分别利用 GROMACS 分子动力学模拟和对接工具分析了这些突变体对 rhKGF 结构、稳定性、活性及其与成纤维细胞生长因子受体 2-IIb (FGFR2-IIb) 相互作用的影响。此外，结合自由能通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算。我们发现 F63Y、R121K 和 combine1（K38R、F63Y、K72E、N105S）突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，并分别利用 GROMACS 分子动力学模拟和对接工具分析了其与成纤维细胞生长因子受体 2-IIb (FGFR2-IIb) 的相互作用。此外，结合自由能通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算。我们发现 F63Y、R121K 和 combine1（K38R、F63Y、K72E、N105S）突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，并分别利用 GROMACS 分子动力学模拟和对接工具分析了其与成纤维细胞生长因子受体 2-IIb (FGFR2-IIb) 的相互作用。此外，结合自由能通过分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积（MM/PBSA）方法计算。我们发现 F63Y、R121K 和 combine1（K38R、F63Y、K72E、N105S）突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，N105S) 突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，N105S) 突变体导致 T 细胞表位数量减少。然而，所有选定的突变体，除了 R121K，都可以显着提高 rhKGF 对 FGFR2-IIb 的稳定性和亲和力，在计算机上。总之，本研究首次提出，combine1和F63Y突变体可以高度提高rhKGF的稳定性和活性，甚至降低免疫原性，而对rhKGF的生物学功能没有任何显着影响。