B Cell Epitope مقدمه ای بر

اپی توپ B-cell به صورت قسمتی از آنتی ژن پروتئینی که بوسیله یک مولکول آنتی بادی ویژه یا گیرنده B-cell سیستم ایمنی تشخیص داده می شود . هدف اصلی از پیشگویی اپی توپ B-cell تسهیل در طراحی پپتیدهای کوتاه یا مولکول دیگر که بتواند سنتز شود و به جای آنتی ژن مورد استفاده قرار گیرد .

شناسایی اپی توپ های B-cell در آنتی ژن هدف یکی از مراحل کلیدی در طراحی واکسن بر اساس اپی توپ ، تستهای تشخیص ایمنی و تولید آنتی بادی است .

اپی توپ B-cellمی تواند به دو کلاس طبقه بندی شود : پیوسته و نا پیوسته . اپی توپ خطی/ پیوسته قطعه ای از رزیدوهای متوالی در توالی اولیه است ، در حالیکه اپی توپ ناپیوسته / کونفورماسیونی یک گروه از رزیدوهای آنتی ژن است که در توالی اولیه از یکدیگر فاصله دارند اما در نتیجه فولدینگ پلی پپتید از نظر فضایی در کنار هم قرار می گیرند . اپی توپ های پیوسته معمولا با آزمایشاتی مثل PEPSCAN شناسایی می شود .

اغلب اپی توپ های B-cell اگرچه از پپتیدهای کوتاه پیوسته تشکیل شده ، اما به نظر می رسد که اپی توپهای ناپیوسته هستند . هر دو نوع اپی توپ ها نقش مهمی را در واکسن های بر اساس پپتید و تشخیص بیماری ایفا می کنند . یکی از ویژگی های سیستم ایمنی تشخیص آنتی ژن های بیگانه و تولید آنتی بادی ویژه بر علیه آن است که بر این اساس محققان از آن برای طراحی واکسن استفاده می کنند . در چندین تکنیک که برای نقشه برداری رزیدوهای برهمکنش دهنده آنتی بادی بر روی آنتی ژن انجام شده که شامل شناسایی رزیدوهای برهمکنش دهنده از ساختار کمپلکس آنتی بادی – آنتی ژن است .

نقشه برداری رزیدوهای برهمکنش دهنده آنتی بادی با هزینه و زمانی که طول می کشد تا ساختار سه بعدی تعیین شود ، محدود می گردد . علیرغم کثرت اپی توپ های ناپیوسته ، اغلب روشهای محاسباتی و پایگاه داده ها بر اپی توپ های پیوسته متمرکز می شوند . روش های پیش بینی اپی توپ خطی می تواند بر اساس ویژگی های فیزیکی – شیمیایی ،HMM و ANN طبقه بندی شود . بسیاری از روشها برای شناسایی رزیدوهای برهمکنش دهنده آنتی بادی در دسترس هستند ، اگر آنتی ژن یا ساختار سوم همولوگ آن شناسایی شود . که بر اساس ویژگی هایی مثل انعطاف پذیری ، دسترسی به حلال و نوع اسیدهای آمینه است .هر اتم آنتی ژن از هر اتم آنتی بادی ≤ 4Å فاصله دارد .

بسیاری از سطوح بر همکنش های آنتی بادی – آنتی ژن وجود دارد که یکی از آنها شامل ساختارهای PDB است . عملکرد هر رزیدو به تنهایی تعیین کننده نیست و تحت تاثیر رزیدوهای مجاور نیز قرار می گیرد .

که در مورد ویروس یا باکتری پاتوژنیک ممکن است برای محققان یا جانوران آزمایشگاهی مضر باشد . اپی توپ B-cell ممکن است پیوسته باشد یعنی یک قسمت از توالی های اسید آمینه ای کوتاه پیوسته یا ناپیوسته که شامل اتم هایی از رزیدو های با فاصله از هم اما بسته در فضای سه بعدی و روی سطح پروتیین است .

استفاده از پپتیدهای سنتزی به جای اپی توپ و همچنین آنتی بادی های آنتی پپتیدی کاربردهای زیادی در تشخیص بیماری های مختلف در انسان دارد . هم چنین تلاش هایی در راستای بهبود واکسن های پروفیلاکتیک سنتزی بر اساس پپتید برای عفونت های مختلف و همچنین واکسن های درمانی برای عفونت های مزمن و بیماری های غیر عفونی مثل بیماری خود ایمنی ، اختلالات عصبی ،آلرژی و سرطان استفاده می شود . نرم افزارهای اطلاعات ایمنی و پایگاه های طراحی واکسن را آسان می کند . در طول 25 سال اخیر روش های پیش بینی اپی توپ B-cell بر روی اپی توپ های پیوسته متمرکز شده .

آنها اغلب روش های وابسته به توالی هستند که برا ساس ویژگی های اسید آمینه ای مختلف مثل هیدروفیل بودن ، در دسترس بودن حلال ، ساختار ثانویه و … می باشد . مطالعات کریستالوگرافی کمپلکس های آنتی بادی – پروتیین نشان می دهند که اغلب اپی توپ های B-cell ناپیوسته هستند . در 1984 اولین تلاش ها برای پیش بینی اپی توپ براساس ساختار سه بعدی برای تعدادی از پروتیین های دارای اپی توپ پیوسته انجام شد . متعاقبا Thornton و همکارانش روشی را برای تعیین اپی توپ های ناپیوسته بالقوه بر اساس بیرون زدگی نواحی پروتیین از ساختار کروی پروتیین پیشنهاد کرد . اولین ساختار X-ray کمپلکس آنتی بادی – پروتیین در 1986 شناخته شد . اطلاعات ساختار پروتیین اغلب برای پیش بینی اپی توپ های پیوسته (نسبت به نا پیوسته) استفاده می شود .

در نمونه هایی که ساختار سه بعدی پروتیین یا همولوگ آن شناخته شده ،اپی توپ ناپیوسته می توان از طریق فرایندهای شناسایی عملکردی پروتیین که از طریق نقشه برداری رزیدوهای ساختاری پروتیین که در شناسایی پروتیین نقش دارند ،شناسایی کرد . اپی توپ شناخته شده با استفاده از ایمونواسی ممکن است یک محصول ساختگی برای اندازه گیری فعالیت آنتی بادی بر اساس حضور پروتیین های دناتوره شده یا بر اساس تغییرات کونفورماسیون پروتیین بوسیله جایگزینی رزیدوها که ممکن است حتی منجر به از دست رفتن فولدینگ مناسب شود ، استفاده گردد .

بنابراین متدهای ساختاری ، بویژه کریستالوگرافی X-ray کمپلکس آنتی بادی – آنتی ژن ، اپی توپ های B-cell را به طور صحیح تری نسبت به آزمایشات کاربردی شناسایی می کند .اپی توپ های B-cell می تواند از نظر ساختاری و کاربردی بررسی شود . اپی توپ های ساختاری (که عوامل تعیین کننده آنتی ژنیک نامیده میشود .)

به صورت یک سری از رزیدوها یا اتم ها در آنتی ژن تعریف می شود که در تماس با رزیدوها یا اتم های آنتی بادی است .در مقابل ،اپی توپ عملکردی شامل رزیدوهای آنتی ژن است که به آنتی بادی متصل می شود .

اپی توپ های عملکردی از طریق آزمایشات عملکردی تعیین می شود (مثل بررسی جهش زایی آلانین) یا محاسبات تئوری با استفاده از ساختارهای شناخته شده کمپلکس آنتی بادی – پروتئین تعیین می شود . بنابراین اپی توپ های ساختاری و عملکردی لزوما یکسان نیستند . اپی توپ های عملکردی در پروتئین ها در پروتئین ها معمولا از اپی توپ های ساختاری کوچکترند . تنها 3 تا 5 رزیدو از اپی توپ ساختاری در انرژی اتصال آنتی ژن – آنتی بادی مهم است .

این کار بر روی اپی توپ های ساختاری ،ساختارهای سه بعدی شناخته شده کمپلکس های آنتی ژن – پروتئین متمرکز می شود که در بانک اطلاعاتی پروتئین قابل دسترس است . کمپلکس های آنتی بادی – پروتئین می تواند به عنوان کمپلکس های پروتئین – پروتئین حد واسط ناپایدار غیر ضروری طبقه بندی شود . کمپلکس های غیر ضروری اشاره به ترکیبات منحصری دارد که در شرایط in vivo خودشان یافت می شود و بر اساس پایداری یا ناپایداری شان تحت شرایط محیطی و فیزیولوژیکی طبقه بندی می شود . برای مثال بسیاری از کمپلکس های مهار کننده آنزیمی ،کمپلکس های غیر ضروری پایدار هستند . کمپلکس های غیر ضروری ناپایدار در سه سطح ضعیف (مثل کمپلکس های انتقال الکترون) ، متوسط (مثل کمپلکس های انتقال سیگنال) و قوی (مثل پروتئین G گاوی که تشکیل اتصال GDP سه تایی پایدار را می دهد ) .

اغلب آنتی بادی ها افینیتی متوسطی را به آنتی ژن ویژه شان نشان می دهند . بر اساس این طبقه بندی روشهای کلی برای پیشگویی برهمکنش های پروتئین – پروتئین ناپایدار متوسط برای پیشگویی اپی توپ های ساختاری بکار می رود . برای مثال Jones and Thornton روش شان برای پیش بینی جایگاه اتصال پروتئین – پروتئین ، در پیش بینی اپی توپ های B-cell سطح زیر واحد β گنادوتروپین کوریونیک انسانی استفاده شد.

مرکز آموزش بیوانفورماتیک نصر

error: Content is protected !!
X