Иммунные исследования
Открытый доступ

Абстрактный

Существует ли разница между эпитопными и неэпитопными остатками? Анализ физико-химических и структурных свойств конформационных эпитопов из антигенов белков В-клеток.

Цзин Сунь, Тяньлэй Сюй, Шунин Ван, Гоцин Ли, Ди Ву, Живэй Цао

Фон

Как важный этап адаптивного иммунного ответа, распознавание антигена и антитела запускает ряд механизмов самозащиты. Поэтому прогнозирование участков связывания антител (эпитоп В-клеток) для белковых антигенов является важной областью в иммунологических исследованиях. Эффективность современных методов прогнозирования далека от удовлетворительной, особенно для прогнозирования конформационных эпитопов. Здесь был проведен многоперспективный анализ с использованием всеобъемлющего набора данных конформационных эпитопов В-клеток, который содержит 161 структуру иммуноглобулиновых комплексов, собранных из PDB, соответствующих 166 уникальным вычислительно определенным эпитопам. Эти конформационные эпитопы были описаны с параметрами с разных точек зрения, включая характеристики самого эпитопа, сравнение с неэпитопными поверхностными областями и схему взаимодействия с антителом.

Результаты

Согласно результатам анализа, конформационные эпитопы В-клеток были относительно постоянными как по количеству составляющих остатков, так и по доступной площади поверхности. Хотя они состоят из пространственно кластеризованных остатков, в этих эпитопах существуют последовательно линейные сегменты. Кроме того, были обнаружены статистические различия между эпитопными и неэпитопными поверхностными остатками с параметрами на остаточном и структурном уровнях. По сравнению с неэпитопными поверхностными остатками, эпитопные были более доступными. Также наблюдалось обогащение аминокислотами и предпочтение определенных типов набора пар остатков на областях эпитопов. Было доказано, что несколько свойств аминокислот из AAindex отличают остатки эпитопов от неэпитопных поверхностных остатков. Кроме того, остатки эпитопов имели тенденцию быть менее консервативными под давлением окружающей среды. Измеренные по топологическим параметрам, остатки эпитопов были окружены меньшим количеством остатков, но более компактно. Встречи наборов пар остатков между эпитопом и паратопом также показали некоторые закономерности.

Выводы

Результаты показывают, что существуют определенные правила в конформационных эпитопах с точки зрения размера и последовательной непрерывности. Статистические различия были обнаружены между эпитопными и неэпитопными поверхностными остатками на остаточном и структурном уровнях. Такие различия указывают на существование отличительных особенностей для конформационных эпитопов. С другой стороны, не было согласованной оценки для более высоких или более низких значений, полученных из любого параметра для эпитопных остатков по сравнению с неэпитопными поверхностными остатками. Это наблюдение дополнительно подтверждает сложность характеристик для конформационного эпитопа. При таких обстоятельствах более эффективным и точным подходом будет объединение нескольких параметров для прогнозирования конформационного эпитопа. Нахождение конформационных эпитопов и анализ их свойств является важным шагом для определения внутреннего механизма формирования конформационных эпитопов, и это исследование поможет в будущей разработке новых инструментов прогнозирования.