Epitooppi - Epitope

Epitooppi , joka tunnetaan myös nimellä antigeenideterminantti , on osa antigeenin , joka on tunnustettu immuunijärjestelmä , erityisesti mukaan vasta-aineita , B-solujen tai T-solujen . Epitooppi on antigeenin erityinen pala, johon vasta -aine sitoutuu. Sitä vasta -aineen osaa, joka sitoutuu epitooppiin, kutsutaan paratopeksi . Vaikka epitoopit ovat yleensä ei-itseproteiineja , isännästä peräisin olevat sekvenssit, jotka voidaan tunnistaa (kuten autoimmuunisairauksien tapauksessa), ovat myös epitooppeja.

Proteiini -antigeenien epitoopit on jaettu kahteen luokkaan, konformaatioepitoopeihin ja lineaarisiin epitooppeihin niiden rakenteen ja paratopin kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen perusteella. Konformationaaliset ja lineaariset epitoopit ovat vuorovaikutuksessa paratopin kanssa perustuen epitoopin omaksumaan 3-D-konformaatioon, joka määräytyy mukana olevien epitooppitähteiden pintaominaisuuksien ja antigeenin muiden segmenttien muodon tai tertiäärisen rakenteen perusteella. Konformationaalinen epitooppi muodostuu 3-D-konformaatiosta, joka on otettu käyttöön epäyhtenäisten aminohappotähteiden vuorovaikutuksessa. Sitä vastoin lineaarinen epitooppi muodostuu 3-D-konformaatiosta, jonka omaksuu vierekkäisten aminohappotähteiden vuorovaikutus. Lineaarista epitooppia ei määritä pelkästään mukana olevien aminohappojen primaarirakenne . Jäännökset, jotka reunustavat tällaisia ​​aminohappotähteitä, sekä antigeenin kauempana olevat aminohappotähteet vaikuttavat primaarirakennejäämien kykyyn omaksua epitoopin 3-D-konformaatio. Konformationaalisten epitooppien osuutta ei tiedetä.

Toiminto

T -soluepitoopit

T- soluepitoopit esitetään antigeenia esittelevän solun pinnalla , missä ne ovat sitoutuneet tärkeimpiin histo-yhteensopivuuskompleksin (MHC) molekyyleihin. Ihmisillä ammattimaiset antigeenia esittelevät solut ovat erikoistuneet esittämään MHC-luokan II peptidejä, kun taas useimmat ytimelliset somaattiset solut esittävät MHC-luokan I peptidejä. MHC-luokan I molekyylien esittämät T-soluepitoopit ovat tyypillisesti peptidejä, joiden pituus on 8–11 aminohappoa, kun taas MHC-luokan II molekyyleissä on pidempiä, 13–17 aminohapon pituisia peptidejä, ja ei-klassisissa MHC-molekyyleissä on myös ei-peptidisiä epitooppeja kuten glykolipidejä .

B -soluepitoopit

Sitä antigeenin osaa, johon immunoglobuliini tai vasta-aineet sitoutuvat, kutsutaan B-soluepitoopiksi. Samoin kuin T -soluepitoopit, B -soluepitoopit voidaan jakaa kahteen ryhmään: konformaatio- tai lineaariset. B -soluepitoopit ovat pääasiassa konformaatioita. Kvaternaarista rakennetta tarkasteltaessa on muita epitooppityyppejä. Epitooppeja, jotka peitetään, kun proteiiniyksiköt aggregoituvat, kutsutaan kryptoopeiksi . Neotoopit ovat epitooppeja, jotka tunnistetaan vain tietyssä kvaternaarisessa rakenteessa ja epitoopin jäännökset voivat ulottua useisiin proteiini -alayksiköihin. Neotooppeja ei tunnisteta, kun alayksiköt hajoavat.

Ristitoiminta

Epitoopit ovat joskus ristireaktiivisia. Immuunijärjestelmä hyödyntää tätä ominaisuutta anti-idiotyyppisten vasta-aineiden säätelyssä (alun perin ehdotti Nobel-palkinnon saaja Niels Kaj Jerne ). Jos vasta -aine sitoutuu antigeenin epitooppiin, paratopista voi tulla epitooppi toiselle vasta -aineelle, joka sitten sitoutuu siihen. Jos tämä toinen vasta -aine on IgM -luokkaa, sen sitoutuminen voi säätää immuunivastetta; jos toinen vasta -aine on IgG -luokkaa, sen sitoutuminen voi heikentää immuunivastetta.

Epitoopin kartoitus

Pääartikkeli: Epitoopin kartoitus

T -soluepitoopit

MHC-luokan I ja II epitoopit voidaan ennustaa luotettavasti pelkästään laskennallisilla keinoilla, vaikka kaikki in-silico T-soluepitooppien ennustusalgoritmit eivät ole tarkkoja. Peptidi-MHC-sitoutumisen ennustamiseen on kaksi päämenetelmää: dataan perustuva ja rakennepohjainen. Rakennepohjaiset menetelmät mallinnavat peptidi-MHC-rakenteen ja vaativat suurta laskentatehoa. Datapohjaisilla menetelmillä on parempi ennustava suorituskyky kuin rakennepohjaisilla menetelmillä. Datapohjaiset menetelmät ennustavat peptidi-MHC-sitoutumisen MHC-molekyylejä sitovien peptidisekvenssien perusteella. Tunnistamalla T-soluepitoopit tutkijat voivat seurata, fenotyyppiä ja stimuloida T-soluja.

B -soluepitoopit

Epitooppikartoituksessa on kaksi päämenetelmää: joko rakenteelliset tai toiminnalliset tutkimukset. Menetelmiä rakenteellisen kartoituksen epitooppeihin ovat röntgenkristallografia , ydinmagneettinen resonanssi ja elektronimikroskopia . Ag-Ab-kompleksien röntgenkristallografiaa pidetään tarkana tapana kartoittaa rakenteellisesti epitooppeja. Ydinmagneettista resonanssia voidaan käyttää epitooppien kartoittamiseen käyttämällä tietoja Ag-Ab-kompleksista. Tämä menetelmä ei vaadi kiteiden muodostumista, mutta voi toimia vain pienillä peptideillä ja proteiineilla. Elektronimikroskopia on matalan resoluution menetelmä, joka voi paikallistaa epitoopit suuremmille antigeeneille, kuten viruspartikkeleille.

Menetelmissä epitooppien funktionaaliseksi kartoittamiseksi käytetään usein sitoutumismäärityksiä, kuten Western blot , dot blot ja/tai ELISA vasta -aineen sitoutumisen määrittämiseksi. Kilpailumenetelmät pyrkivät määrittämään, voivatko kaksi monoklonaalista vasta -ainetta (mAB) sitoutua antigeeniin samanaikaisesti tai kilpailla keskenään sitoutuakseen samaan kohtaan. Toinen tekniikka sisältää suuritehoisen mutageneesin , epitoopin kartoitusstrategian, joka on kehitetty parantamaan rakenteellisesti monimutkaisten proteiinien konformaatioepitooppien nopeaa kartoittamista. Mutageneesi käyttää satunnaisesti/kohdennettuja mutaatioita yksittäisissä tähteissä epitooppien kartoittamiseksi. B-soluepitooppikartoitusta voidaan käyttää vasta-aineiden, peptidipohjaisten rokotteiden ja immunodiagnostisten työkalujen kehittämiseen.  

Epitoopin tunnisteet

Epitooppeja käytetään usein proteomiikassa ja muiden geenituotteiden tutkimuksessa. Käyttämällä yhdistelmä -DNA -tekniikoita geneettiset sekvenssit, jotka koodaavat epitooppeja, jotka tunnistavat yhteiset vasta -aineet, voidaan fuusioida geeniin. Seuraavat synteesin , tuloksena epitooppimerkin mahdollistaa vasta-aineen löydetään proteiinia tai muuta geenituotetta, jonka avulla laboratoriossa paikantamistekniikoiden, puhdistusta, ja edelleen molekulaarista karakterisointia. Yleisiä tähän tarkoitukseen käytettyjä epitooppeja ovat Myc-tag , HA-tag , FLAG-tag , GST-tag , 6xHis , V5-tag ja OLLAS. Peptidit voivat myös sitoutua proteiineihin, jotka muodostavat peptidiin kovalenttisia sidoksia, mikä mahdollistaa peruuttamattoman immobilisaation. Näitä strategioita on myös sovellettu menestyksekkäästi "epitooppikeskeisen" rokotussuunnittelun kehittämiseen.

Epitooppipohjaiset rokotteet

Pääartikkeli: Peptidirokote

Ensimmäisen epitooppipohjaisen rokotteen kehitti Jacob et ai. Epitooppipohjaiset rokotteet stimuloivat humoraalisia ja solujen immuunivasteita käyttämällä eristettyjä B-solu- tai T-soluepitooppeja. Nämä rokotteet voivat käyttää useita epitooppeja tehon lisäämiseksi. Rokotteen epitooppien löytämiseksi käytetään usein in silico -kartoitusta. Kun ehdokasepitoopit on löydetty, rakenteet suunnitellaan ja testataan rokotteen tehokkuuden suhteen. Vaikka epitooppipohjaiset rokotteet ovat yleensä turvallisia, yksi mahdollinen sivuvaikutus on sytokiinimyrskyt.  

Neoantigeeninen determinantti

Neoantigenic tekijä on epitooppiin neoantigeenin , joka on äskettäin muodostettu antigeeni , jota ei ole aiemmin tunnustettu immuunijärjestelmää. Neoantigeenit liittyvät usein kasvainantigeeneihin ja niitä esiintyy onkogeenisissä soluissa. Neoantigeenejä ja laajemmin neoantigeenisiä determinantteja voidaan muodostaa, kun proteiinia muutetaan edelleen biokemiallisella reitillä, kuten glykosylaatio , fosforylaatio tai proteolyysi . Tämä muuttamalla proteiinin rakennetta voi tuottaa uusia epitooppeja, joita kutsutaan neoantigeenisiksi determinantteiksi, koska ne synnyttävät uusia antigeenisiä determinantteja . Tunnistus edellyttää erillisiä, spesifisiä vasta -aineita .

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit

Epitoopin ennustusmenetelmät

Epitope -tietokannat