Epitop - Epitope

En epitop , også kendt som antigen determinant , er den del af et antigen , der genkendes af immunsystemet , specifikt af antistoffer , B -celler eller T -celler . Epitopen er den specifikke del af antigenet, som et antistof binder til. Den del af et antistof, der binder til epitopen, kaldes en paratop . Selvom epitoper normalt er ikke-selvproteiner , er sekvenser afledt fra værten, der kan genkendes (som i tilfælde af autoimmune sygdomme) også epitoper.

Epitoperne af proteinantigener er opdelt i to kategorier, konformationelle epitoper og lineære epitoper , baseret på deres struktur og interaktion med paratopen. Konformationelle og lineære epitoper interagerer med paratopen baseret på 3D-konformationen vedtaget af epitopen, som bestemmes af overfladeegenskaberne af de involverede epitoprester og formen eller tertiær struktur af andre segmenter af antigenet. En konformationel epitop dannes ved 3-D-konformationen, der er vedtaget ved interaktion mellem utilsigtede aminosyrerester. I modsætning hertil dannes en lineær epitop ved hjælp af 3D-konformationen, der er vedtaget ved interaktion mellem sammenhængende aminosyrerester. En lineær epitop bestemmes ikke udelukkende af den primære struktur af de involverede aminosyrer. Rester, der flankerer sådanne aminosyrerester, såvel som fjernere aminosyrerester af antigenet påvirker evnen af ​​de primære strukturrester til at adoptere epitopens 3D-konformation. Andelen af ​​epitoper, der er konformationelle, er ukendt.

Fungere

T -celle epitoper

T- celleepitoper præsenteres på overfladen af ​​en antigenpræsenterende celle , hvor de er bundet til store histokompatibilitetskompleks (MHC) molekyler. Hos mennesker er professionelle antigenpræsenterende celler specialiseret til at præsentere MHC klasse II peptider, hvorimod de fleste kernede somatiske celler præsenterer MHC klasse I peptider. T-celleepitoper præsenteret af MHC klasse I- molekyler er typisk peptider med en længde på mellem 8 og 11 aminosyrer, mens MHC-klasse II-molekyler præsenterer længere peptider, 13-17 aminosyrer i længden og ikke-klassiske MHC-molekyler også præsenterer ikke-peptidiske epitoper såsom glycolipider .

B -celleepitoper

Den del af antigenet, som immunglobulin eller antistoffer binder til, kaldes en B-celle-epitop. Ligesom T -celleepitoper kan B -celleepitoper opdeles i to grupper: konformationelle eller lineære. B -celleepitoper er hovedsageligt konformationelle. Der er yderligere epitoptyper, når den kvaternære struktur overvejes. Epitoper, der maskeres, når proteinunderenheder samles, kaldes kryptotoper . Neotoper er epitoper, der kun genkendes, mens de er i en specifik kvaternær struktur, og resterne af epitopen kan spænde over flere proteinunderenheder. Neotoper genkendes ikke, når underenhederne dissocierer.

Krydsaktivitet

Epitoper er undertiden krydsreaktive. Denne egenskab udnyttes af immunsystemet i regulering af anti-idiotypiske antistoffer (oprindeligt foreslået af Nobelpristageren Niels Kaj Jerne ). Hvis et antistof binder sig til et antigens epitop, kan paratopen blive epitopen for et andet antistof, der derefter vil binde sig til det. Hvis dette andet antistof er af IgM -klasse, kan dets binding opregulere immunresponset; hvis det andet antistof er af IgG -klasse, kan dets binding nedregulere immunresponset.

Epitop -kortlægning

Hovedartikel: Epitope -kortlægning

T -celle epitoper

MHC klasse I og II epitoper kan forudsiges pålideligt alene ved beregningsmæssige midler, selvom ikke alle in-silico T-celle epitop forudsigelsesalgoritmer er ækvivalente i deres nøjagtighed. Der er to hovedmetoder til at forudsige peptid-MHC-binding: datadrevet og strukturbaseret. Strukturbaserede metoder modellerer peptid-MHC-strukturen og kræver stor beregningskraft. Datadrevne metoder har højere prædiktiv ydeevne end strukturbaserede metoder. Datadrevne metoder forudsiger peptid-MHC-binding baseret på peptidsekvenser, der binder MHC-molekyler. Ved at identificere T-celleepitoper kan forskere spore, fænotype og stimulere T-celler.

B -celleepitoper

Der er to hovedmetoder til epitopkortlægning: enten strukturelle eller funktionelle undersøgelser. Metoder til strukturelt kortlægning af epitoper inkluderer røntgenkrystallografi , nuklear magnetisk resonans og elektronmikroskopi . Røntgenkrystallografi af Ag-Ab-komplekser betragtes som en nøjagtig måde at strukturelt kortlægge epitoper. Kernemagnetisk resonans kan bruges til at kortlægge epitoper ved hjælp af data om Ag-Ab-komplekset. Denne metode kræver ikke krystaldannelse, men kan kun arbejde på små peptider og proteiner. Elektronmikroskopi er en metode med lav opløsning, der kan lokalisere epitoper på større antigener som viruspartikler.

Metoder til funktionelt kortlægning af epitoper anvender ofte bindingsassays, såsom western blot , dot blot og/eller ELISA til bestemmelse af antistofbinding. Konkurrencemetoder søger at afgøre, om to monoklonale antistoffer (mAB'er) kan binde til et antigen på samme tid eller konkurrere med hinanden om at binde på det samme sted. En anden teknik involverer high-throughput mutagenese , en epitop-kortlægningsstrategi udviklet til at forbedre hurtig kortlægning af konformationelle epitoper på strukturelt komplekse proteiner. Mutagenese anvender tilfældigt/stedstyrede mutationer ved individuelle rester til at kortlægge epitoper. B-celle epitop-kortlægning kan bruges til udvikling af antistofterapeutika, peptidbaserede vacciner og immunodiagnostiske værktøjer.  

Epitope -tags

Epitoper bruges ofte i proteomik og studiet af andre genprodukter. Ved hjælp af rekombinante DNA -teknikker kan genetiske sekvenser, der koder for epitoper, der genkendes af almindelige antistoffer fusioneres til genet. Efter syntese tillader det resulterende epitopmærke antistoffet at finde proteinet eller et andet genprodukt, der muliggør laboratorieteknikker til lokalisering, oprensning og yderligere molekylær karakterisering. Almindelige epitoper, der bruges til dette formål, er Myc-tag , HA-tag , FLAG-tag , GST-tag , 6xHis , V5-tag og OLLAS. Peptider kan også bindes af proteiner, der danner kovalente bindinger til peptidet, hvilket tillader irreversibel immobilisering. Disse strategier er også med succes blevet anvendt til udviklingen af ​​"epitop-fokuseret" vaccinedesign.

Epitopbaserede vacciner

Hovedartikel: Peptidvaccine

Den første epitopbaserede vaccine blev udviklet i 1985 af Jacob et al. Epitopbaserede vacciner stimulerer humorale og cellulære immunresponser ved hjælp af isolerede B-celle- eller T-celle-epitoper. Disse vacciner kan bruge flere epitoper for at øge deres effektivitet. For at finde epitoper, der skal bruges til vaccinen, bruges ofte i silico -kortlægning. Når først kandidatepitoper er fundet, konstrueres konstruktionerne og testes for vaccineeffektivitet. Mens epitopbaserede vacciner generelt er sikre, er en mulig bivirkning cytokinstorme.  

Neoantigent determinant

En neoantigent determinant er en epitop på et neoantigen , som er et nydannet antigen, der ikke tidligere er blevet genkendt af immunsystemet. Neoantigener er ofte forbundet med tumorantigener og findes i onkogene celler. Neoantigener og i forlængelse heraf kan neoantigene determinanter dannes, når et protein undergår yderligere modifikation inden for en biokemisk vej, såsom glykosylering , phosphorylering eller proteolyse . Dette, ved at ændre proteinets struktur, kan producere nye epitoper, der kaldes neoantigene determinanter, da de giver anledning til nye antigene determinanter . Anerkendelse kræver separate, specifikke antistoffer .

Se også

Referencer

eksterne links

Metoder til forudsigelse af epitoper

Epitope databaser