Введение
Химическая структура, способная связываться с антителом. Эпитоп, также известный как антигенный детерминант, – это часть антигена, распознаваемая иммунной системой, в частности, антителами, B-клетками или T-клетками. Часть антитела, связывающаяся с эпитопом, называется паратопом. Хотя эпитопы обычно представляют собой несобственные белки, последовательности, происходящие от организма и способные быть распознанными (например, при аутоиммунных заболеваниях), также являются эпитопами. Эпитопы белковых антигенов делятся на две категории: конформационные и линейные, в зависимости от их структуры и взаимодействия с паратопом. Конформационные и линейные эпитопы взаимодействуют с паратопом на основе трехмерной конформации, которую принимает эпитоп, определяемой поверхностными особенностями участвующих аминокислотных остатков и формой или третичной структурой других сегментов антигена. Конформационный эпитоп формируется трехмерной конформацией, возникающей в результате взаимодействия несмежных аминокислотных остатков. В отличие от этого, линейный эпитоп формируется трехмерной конформацией, возникающей в результате взаимодействия смежных аминокислотных остатков. Линейный эпитоп не определяется исключительно первичной структурой участвующих аминокислот. Остатки, фланкирующие эти аминокислотные остатки, а также более удаленные аминокислотные остатки антигена, влияют на способность остатков первичной структуры принимать трехмерную конформацию эпитопа. 90% эпитопов являются конформационными.
An epitope, also known as antigenic determinant, is the part of an antigen that is recognized by the immune system, specifically by antibodies, B cells, or T cells. The part of an antibody that binds to the epitope is called a paratope. Although epitopes are usually non self proteins, sequences derived from the host that can be recognized (as in the case of autoimmune diseases) are also epitopes. The epitopes of protein antigens are divided into two categories, conformational epitopes and linear epitopes, based on their structure and interaction with the paratope. Conformational and linear epitopes interact with the paratope based on the 3 D conformation adopted by the epitope, which is determined by the surface features of the involved epitope residues and the shape or tertiary structure of other segments of the antigen. A conformational epitope is formed by the 3 D conformation adopted by the interaction of discontiguous amino acid residues. In contrast, a linear epitope is formed by the 3 D conformation adopted by the interaction of contiguous amino acid residues. A linear epitope is not determined solely by the primary structure of the involved amino acids. Residues that flank such amino acid residues, as well as more distant amino acid residues of the antigen affect the ability of the primary structure residues to adopt the epitope's 3 D conformation. 90% of epitopes are conformational.
Эпитопы Т-клеток
Эпитопы Т-клеток представлены на поверхности антигенпрезентирующей клетки, где они связываются с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC). У человека профессиональные антигенпрезентирующие клетки специализируются на представлении пептидов MHC класса II, в то время как большинство нуклеированных соматических клеток представляют пептиды MHC класса I. Эпитопы Т-клеток, представленные молекулами MHC класса I, как правило, представляют собой пептиды длиной от 8 до 11 аминокислот, тогда как молекулы MHC класса II представляют более длинные пептиды, длиной 13–17 аминокислот, а неклассические молекулы MHC также представляют непептидные эпитопы, такие как гликолипиды.
Эпитопы клеток B
Часть антигена, к которой связываются иммуноглобулины или антитела, называется B-клеточным эпитопом. B-клеточные эпитопы можно разделить на две группы: конформационные или линейные. При рассмотрении четвертичной структуры появляются дополнительные типы эпитопов. Однако не все алгоритмы *in silico* прогнозирования T-клеточных эпитопов одинаково точны. Существует два основных метода прогнозирования связывания пептидов с MHC: основанные на данных и основанные на структуре.
Эпитопы клеток B
Существует два основных метода картирования эпитопов: структурные или функциональные исследования. К методам структурного картирования эпитопов относятся рентгеновская кристаллография, ядерный магнитный резонанс и электронная микроскопия. Мутагенез использует случайные или направленные мутации в отдельных аминокислотных остатках для картирования эпитопов.
Эпитопные метки
Эпитопы часто используются в протеомике и изучении других продуктов генов. С помощью методов рекомбинантной ДНК генетические последовательности, кодирующие эпитопы, распознаваемые широко используемыми антителами, могут быть присоединены к гену. После синтеза полученный эпитопный тег позволяет антителу обнаруживать белок или другой продукт гена, что облегчает использование лабораторных методов для локализации, очистки и дальнейшей молекулярной характеристики. Наиболее часто используемые эпитопы для этих целей – Myc-тег, HA-тег, FLAG-тег, GST-тег, 6xHis, V5-тег и OLLAS. Пептиды также могут связываться с белками, формирующими ковалентные связи с пептидом, обеспечивая необратимую иммобилизацию. Эти стратегии также успешно применяются в разработке вакцин, ориентированных на эпитопы.
Вакцины на основе эпитопов
Первая вакцина на основе эпитопов была разработана в 1985 году Джейкобом и соавторами. Вакцины на основе эпитопов стимулируют гуморальный и клеточный иммунные ответы, используя изолированные B-клеточные или T-клеточные эпитопы. Неоантигены часто связаны с опухолевыми антигенами и обнаруживаются в онкогенных клетках. Неоантигены и, как следствие, неоантигенные детерминанты могут формироваться, когда белок подвергается дальнейшей модификации в биохимическом пути, таком как гликозилирование, фосфорилирование или протеолиз. Это, изменяя структуру белка, может приводить к образованию новых эпитопов, которые называются неоантигенными детерминантами, поскольку они дают начало новым антигенным детерминантам. Для их распознавания требуются отдельные, специфические антитела.