Epitop - Epitope

En epitop , även känd som antigen determinant , är den del av ett antigen som känns igen av immunsystemet , specifikt av antikroppar , B -celler eller T -celler . Epitopen är den specifika delen av antigenet som en antikropp binder till. Den del av en antikropp som binder till epitopen kallas en paratop . Även om epitoper vanligtvis är icke-självproteiner , är sekvenser härledda från värden som kan kännas igen (som i fallet med autoimmuna sjukdomar) också epitoper.

Epitoperna för proteinantigener är indelade i två kategorier, konformationella epitoper och linjära epitoper , baserat på deras struktur och interaktion med paratopen. Konformations- och linjära epitoper interagerar med paratopen baserat på 3D-konformationen som antas av epitopen, som bestäms av ytdragen hos de involverade epitopresterna och formen eller tertiär strukturen för andra segment av antigenet. En konformationell epitop bildas av 3D-konformationen som antagits genom interaktion mellan diskontinuerliga aminosyrarester. Däremot bildas en linjär epitop av 3-D-konformationen som antas genom interaktionen mellan sammanhängande aminosyrarester. En linjär epitop bestäms inte enbart av den primära strukturen hos de involverade aminosyrorna. Rester som flankerar sådana aminosyrarester, liksom mer avlägsna aminosyrarester av antigenet påverkar förmågan hos de primära strukturresterna att anta epitopens 3D-konformation. Andelen epitoper som är konformationella är okänd.

Fungera

T -cellepitoper

T- cellepitoper presenteras på ytan av en antigenpresenterande cell , där de är bundna till stora histokompatibilitetskomplex (MHC) molekyler. Hos människor är professionella antigenpresenterande celler specialiserade för att presentera MHC klass II- peptider, medan de flesta kärnbildade somatiska celler presenterar MHC klass I-peptider. T-cellepitoper som presenteras av MHC klass I- molekyler är typiskt peptider mellan 8 och 11 aminosyror i längd, medan MHC klass II-molekyler presenterar längre peptider, 13–17 aminosyror i längd och icke-klassiska MHC-molekyler presenterar också icke-peptidiska epitoper såsom glykolipider .

B -cellepitoper

Den del av antigenet som immunglobulin eller antikroppar binder till kallas en B-cell epitop. På samma sätt som T -cellepitoper kan B -cellepitoper delas in i två grupper: konformationella eller linjära. B -cellepitoper är huvudsakligen konformationella. Det finns ytterligare epitoptyper när den kvartära strukturen beaktas. Epitoper som maskeras när proteinunderenheter aggregerar kallas kryptotoper . Neotoper är epitoper som bara känns igen i en specifik kvaternär struktur och resterna av epitopen kan sträcka sig över flera proteinsubenheter. Neotoper känns inte igen när subenheterna dissocieras.

Korsaktivitet

Epitoper är ibland korsreaktiva. Denna egenskap utnyttjas av immunsystemet i reglering av anti-idiotypiska antikroppar (ursprungligen föreslagen av Nobelpristagaren Niels Kaj Jerne ). Om en antikropp binder till ett antigens epitop kan paratopen bli epitopen för en annan antikropp som sedan kommer att binda till den. Om denna andra antikropp är av IgM -klass kan dess bindning uppreglera immunsvaret; om den andra antikroppen är av IgG -klass kan dess bindning nedreglera immunsvaret.

Epitopkartläggning

Huvudartikel: Epitope -kartläggning

T -cellepitoper

MHC klass I och II epitoper kan förutsägas på ett tillförlitligt sätt enbart med beräkningsmedel, även om inte alla T-cell-epitop-prediktionsalgoritmer i silico är likvärdiga i sin noggrannhet. Det finns två huvudmetoder för att förutsäga peptid-MHC-bindning: datadriven och strukturbaserad. Strukturbaserade metoder modellerar peptid-MHC-strukturen och kräver stor beräkningskraft. Datadrivna metoder har högre förutsägbar prestanda än strukturbaserade metoder. Datadrivna metoder förutsäger peptid-MHC-bindning baserat på peptidsekvenser som binder MHC-molekyler. Genom att identifiera T-cellepitoper kan forskare spåra, fenotypa och stimulera T-celler.

B -cellepitoper

Det finns två huvudmetoder för epitopkartläggning: antingen strukturella eller funktionella studier. Metoder för strukturellt kartläggning av epitoper inkluderar röntgenkristallografi , kärnmagnetisk resonans och elektronmikroskopi . Röntgenkristallografi av Ag-Ab-komplex anses vara ett exakt sätt att strukturellt kartlägga epitoper. Kärnmagnetisk resonans kan användas för att kartlägga epitoper med hjälp av data om Ag-Ab-komplexet. Denna metod kräver inte kristallbildning utan kan bara fungera på små peptider och proteiner. Elektronmikroskopi är en metod med låg upplösning som kan lokalisera epitoper på större antigener som viruspartiklar.

Metoder för funktionellt kartläggning av epitoper använder ofta bindningsanalyser såsom western blot , dot blot och/eller ELISA för att bestämma antikroppsbindning. Tävlingsmetoder ser ut för att avgöra om två monoklonala antikroppar (mAB) kan binda till ett antigen samtidigt eller konkurrera med varandra om att binda på samma ställe. En annan teknik involverar mutagenes med hög genomströmning , en epitopkartläggningsstrategi utvecklad för att förbättra snabb kartläggning av konformationella epitoper på strukturellt komplexa proteiner. Mutagenes använder slumpmässigt/platsriktade mutationer vid enskilda rester för att kartlägga epitoper. B-cell epitopkartläggning kan användas för utveckling av antikroppsterapeutika, peptidbaserade vacciner och immunodiagnostiska verktyg.  

Epitop -taggar

Epitoper används ofta inom proteomik och studier av andra genprodukter. Genom att använda rekombinanta DNA -tekniker kan genetiska sekvenser som kodar för epitoper som känns igen av vanliga antikroppar fusioneras till genen. Efter syntes tillåter den resulterande epitoptaggen att antikroppen kan hitta proteinet eller annan genprodukt som möjliggör laboratorietekniker för lokalisering, rening och ytterligare molekylär karakterisering. Vanliga epitoper som används för detta ändamål är Myc-tagg , HA-tagg , FLAG-tagg , GST-tagg , 6xHis , V5-tagg och OLLAS. Peptider kan också bindas av proteiner som bildar kovalenta bindningar till peptiden, vilket möjliggör irreversibel immobilisering. Dessa strategier har också framgångsrikt tillämpats på utvecklingen av "epitopfokuserad" vaccindesign.

Epitopbaserade vacciner

Huvudartikel: Peptidvaccin

Det första epitopbaserade vaccinet utvecklades 1985 av Jacob et al. Epitopbaserade vacciner stimulerar humorala och cellulära immunsvar med hjälp av isolerade B-cell- eller T-cellepitoper. Dessa vacciner kan använda flera epitoper för att öka deras effektivitet. För att hitta epitoper att använda för vaccinet, in silico kartläggning används ofta. När väl kandidatepitoper har hittats konstrueras konstruktionerna och testas för vaccineffektivitet. Medan epitopbaserade vacciner i allmänhet är säkra, är en möjlig bieffekt cytokinstormar.  

Neoantigenisk determinant

En neoantigenisk determinant är en epitop på ett neoantigen , som är ett nybildat antigen som inte tidigare har identifierats av immunsystemet. Neoantigener associeras ofta med tumörantigener och finns i onkogena celler. Neoantigener och i förlängningen neoantigena determinanter kan bildas när ett protein genomgår ytterligare modifiering inom en biokemisk väg, såsom glykosylering , fosforylering eller proteolys . Detta, genom att ändra proteinets struktur, kan producera nya epitoper som kallas neoantigena determinanter när de ger upphov till nya antigena determinanter . Erkännande kräver separata, specifika antikroppar .

Se även

Referenser

externa länkar

Epitopsprognosmetoder

Epitope databaser