Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Биохимические анализы с рекомбинантных молекул MHC II человека может обеспечить быстрые, количественные понимание иммуногенному идентификации эпитопной, удаление или дизайн. Здесь, анализ связывания пептида-MHC II масштабируется до 384-луночных планшетах описывается. Это экономически эффективное формат должен оказаться полезным в области белка deimmunization и дизайна и разработки вакцины.
Биохимические анализы с рекомбинантных молекул MHC II человека может обеспечить быстрые, количественные понимание иммуногенному идентификации эпитопной, удаление или дизайн 1,2. Здесь, анализ связывания пептида-MHC II масштабируется в формате 384-а. Уменьшено протокол снижает затраты реагентов на 75% и более высокую пропускную способность, чем описано выше протоколы 96-а 1,3-5. В частности, экспериментальная конструкция позволяет надежную и воспроизводимую анализ до 15 пептидов против одной МНС II аллеля на 384-а ELISA пластины. Использование одного обработки робота жидкости, этот метод позволяет исследователю анализировать примерно девяносто тестовые пептиды в трех экземплярах в диапазоне восьми концентраций и четырех типов аллелей MHC II менее чем за 48 часов. Другие работающие в области deimmunization белка или проектирования и разработки вакцины могут найти протокол, чтобы быть полезным в содействии их собственную работу. В частности, шаг за шагом инструкции и визуальном форматеЮпитера должны разрешить другим пользователям быстро и легко установить эту методологию в своих собственных лабораториях.
Белки являются самым быстрорастущим класс терапевтических агентов 6, и быстрое расширение биотерапевтических трубопроводов была сосредоточена больше внимания на проблемы, связанные с развитием и использованием белковых препаратов. Одной из уникальных рассмотрение проистекает из того факта, что в здоровой и функционирующей иммунной системе, все внеклеточные белки дискретизированных с помощью антиген-представляющих клеток (АРС). После интернализации АПК, белок расщепляется на небольших пептидных фрагментов, и предполагаемые иммуногенные сегменты будут загружены в паз класса II главного комплекса гистосовместимости (MHC белков II). Комплексы пептид-МНС II затем отображаются на поверхности АПК, и истинные иммуногенные пептиды, называемые Т-клеточные эпитопы, образуют тройные комплексы МНС II-пептид-Т-клеточного рецептора с родственными рецепторами клеточной поверхности CD4-Т-7. Это критическое событие молекулярное распознавание инициирует сигнальный каскад сложный, что приводит к активации Т-клеток, высвобождение цитокинасек, CD4 Т клеточный созревание В-клеток, и в конечном счете производство циркулирующих IgG антитела, которые связываются с и очистить нарушителя экзогенный белок. Таким образом, иммуногенные белки могут быть deimmunized путем выявления учредительные клеточные эпитопы Т и мутирует ключевые остатки, ответственные за образование комплекса MHC II. Он несет отметить, однако, что Т-клеточные эпитопы могут быть многочисленными и широко распространены по всему иммуногенных белков, и большинство эпитоп-удаление мутаций могут вызвать непреднамеренный потерю функции белка или стабильности. Поэтому, машиностроение deimmunized Biotherapies может быть сложным и технически сложной задачей, но существуют несколько примеров успешных Т-клеточный эпитоп на удаление проектов 3,5,8-12. В отличие от прививки на основе "гуманизации", которая в значительной степени ограничивается терапевтики антитела, Эпитоп удаление может быть применен к существу любая целевой белок независимо от последовательности, структура, функции, или наличие homologoнам человека леса. Первый шаг к реализации такого подхода является определение ключевых пептидных эпитопов, встроенных в последовательности белка-мишени.
Высокая пропускная способность биохимические анализы с использованием синтетических пептидов и рекомбинантных молекул MHC II человека может обеспечить быстрые предварительные глубокого анализа выявления эпитопной и смягчения 1,3-5. Эти анализы типа ИФА может быть мощным дополнением к другим проектирования и разработки инструментов белка / вакцин. Например, один хорошо известна экспериментальный подход к картирования эпитопов зависит от времени, труда и ресурсоемких Экс Vivo клеточной пролиферации анализов 15. Вкратце, первичной последовательности белка-мишени сначала разделена на панели перекрывающихся пептидов, часто 15-меров с 12 остатков перекрываются между соседними пептидов. Пептид панель химически синтезированы и иммуногенность каждого пептида был протестирован в одном из нескольких различных иммунологических, которые используют периферийное Blooг одноядерные клетки (РВМС), выделенные из человеческих доноров 13,14. Чтобы обеспечить большую уверенность в результатах, пептиды, как правило, проходят в репликации с РВМС от 50 и более различных доноров. В случаях, когда deimmunization является конечной целью, работа осложняется дополнительно в связи с необходимостью получения дополнительных панелей мутированных пептидов и испытать новые пептидные панелей в РВМС анализов, прежде чем внедрять любые deimmunizing мутаций в полноразмерного белка для последующего функционального анализа 10. Хотя эти клеточные анализы остаются золотым стандартом для оценки иммунного потенциала в человеческих пациентов, эффективность такого исчерпывающего подхода может быть улучшена путем предварительная фильтрация предполагаемые иммуногенные эпитопы с помощью быстрого и высокую пропускную способность MHC II-пептид св зывание.
Кроме того, биохимические анализы связывания пептид-МНС II могут быть объединены с предсказательной в методах кремний радикально ускорить процесс идентификации эпитопа.Там существует множество вычислительных средств для T прогнозирования клеток эпитопной; примеры включают ProPred 16, MHCPred 17, SVRMHC 18, АРБ 19, СММ-выровнять 20, NetMHCIIpan 21, а также собственные инструменты, такие как EpiMatrix по EpiVax 22. Кроме того, эпитопные предсказатели были недавно объединены с другими биоинформатики и молекулярных инструментов моделирования, и получают комплексные белковые алгоритмы deimmunization, направленные на снижение риска, что deimmunizing мутации могут нарушать работу структуру и функции белков 23-26. В то время как несколько эпитопные предсказатели оказались достаточно точными 27,28, результаты расчетов неизменно требуют экспериментальной проверки. Быстрая, высокая пропускная способность и экономически эффективным экспериментальные методы лучше всего подходят в качестве предварительного фильтра для в кремний предсказаний эпитопных.
В том же духе, эпитопные предсказатели может управлять выбор антигена для обратного vaccinoloгы 29,30. Например, прогресс в области биоинформатики дали весь геном экраны, которые быстро идентифицировать вакцин-кандидатов в виде целых белков или пептидных эпитопов патогенов, извлеченных из протеомов. Хотя это позволяет технология является перестройка открытие и развитие защитных вакцин, он вводит новый вызов в виде непреклонно больших списков кандидатов иммуногенных вакцин. Анализы связывания Высокая пропускная пептид-MHC II может вести выбор эпитопную путем количественного пептидный аффинность связывания и связывания распущенность среди множественных аллелей MHC II. Как и белка deimmunization, такие экспериментальные методы, в конечном счете требуется для проверки вычислительную прогноз перспективных приводит вакцин.
Здесь, анализ связывания пептида-MHC II масштабируется в формате 384-а описывается. Протокол является весьма параллельному и снижает затраты реагентов на 75% по сравнению с ранее описано 96-а форматы пластин 1,3-5. Использование одного Liquiд обработки робота, этот метод позволяет один исследователь легко анализировать приблизительно девяносто тестируемых пептидов в трех экземплярах в диапазоне концентраций и восемь четырех типов аллелей МНС II менее чем за 48 часов. В данной статье описывается настройка одной 384-а ELISA пластины для анализа семи экспериментальных пептидов против одной МНС II аллеля, но электронная таблица калькуляторы предоставляются как дополнительного материала таким образом, чтобы легко масштабировать эксперимент на любое количество нужных пептидов и / или MHC Молекулы II.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Четыре основные мероприятия включают в себя анализ связывания пептида-MHC II: 1-Переплет: тест-пептидов конкурировать с меченых пептидов контроля за фазу раствора связывания растворимых белков MHC II. Связывание измеряется в широком диапазоне концентраций пептида испытаний. 2-захвата: После реакции связывания приближается к равновесию, комплексы пептид-МНС II захвачены и отделяется от несвязанного пептида и белка путем конформационно-зависимые распознавания с иммобилизованным антителом. 3-обнаружения: Захваченные контрольный пептид количественно обнаружены с помощью временным разрешением флуоресценции. 4-анализ: Спектроскопические данные обрабатываются, построенные и проанализированы, чтобы установить дозозависимое связывающие свойства теста пептида и белка МНС II.
В различных этапов в процедуре, описанной ниже, использование жидкого обслуживание робота рекомендуется, если таковой имеется. В частности, в формате 384-а, автоматизированная дозирования и разбавление жидкостей минимизирует ошибки пользователя, результаты в болеепоследовательные хорошо в скважине объемы и дает менее 95% доверительных интервалов для IC 50 значений по сравнению с ручной анализов 96-а (данные не показаны). Если жидкость обработки робот не доступна, шаги с аннотацией "(жидкость обращении робота)" может быть сделано вручную. Точно так же, если это возможно, автоматизированная промывания планшетов, совместимый с форматом на 384-а рекомендуется. Это эффективно стандартизирует процесс стирки пластины. Если устройство для промывания планшетов не доступна, шаги с аннотацией "(пластины шайбой)" может быть сделано вручную.
1. Покройте плиты ИФА (день 1)
2. Сделать тест-пептидов разведения (день 1)
Разведение Количество | Объем то занять от предварительного разбавления / складе | Объем цитрат буфера, чтобы добавить | Конц. разбавления | Конц. в реакции связывания | Конц. в нейтрализованы ELISA |
(Мкл) | (Мкл) | (МкМ) | (МкМ) | (МкМ) | |
1 | 0.7 | 35.1 | 195,531 | 97,765 | 48,883 |
2 | 14.3 | 14.3 | 97,765 | 48,883 | 24,441 |
3 | 7.1 | 28.7 | 19,389 | 9.695 | 4,847 |
4 | 14.3 | 14.3 | 9.695 | 4,847 | 2,424 |
5 | 7.1 | 28.7 | 1.923 | 0.961 | 0,481 |
6 | 14.3 | 14.3 | 0.961 | 0,481 | 0.24 |
7 | 7.1 | 28.7 | 0.191 | 0.095 | 0.048 |
8 | 14.3 | 14.3 | 0.095 | 0.048 | 0.024 |
Снимите и выбросьте 7,1 мкл раствора пептида от разбавления номер 8. |
Таблица 1. Получение пептидной серии разведений тест.
Рисунок 1. Пластинчатый Карта пептидных св зывание. (А) Карта пептидных разведений в полипропиленовых 384-луночных планшетах. Каждый из полипропилена пластины могут разместиться три группы из 15 пептидов в конкуренции связывания реакций против петь ле МНС II аллель. (Б) после Реакцию связывания приближается к равновесию, каждая группа пептид передается в трех экземплярах, в отдельный 384-луночный ELISA пластины, которая была предварительно покрытый анти-MHC II антител.
3. Подготовьте Master Mix МНС II (день 1)
Таблица 2. Подготовка МНС II мастер-микса.
4. Подготовьте Отрицательный и положительный контроли (день 1)
5. Добавить подходящего контрольного пептида в Master Mix МНС II (День 1)
MHC II аллель DRB1 * | Биотинилированный управления Пептид | (Остатки) | Последовательность |
0101 | Грипп-ГА-B | (306-318) | Биотин-(Ahx) (Ahx) PRYVKQNTLKLAT-карбоновой кислоты |
0301 | Миоглобин | (137-148) | Биотин-(Ahx) - (Ahx)-OH LFRKDIAAKYKE |
0401 | ЯР-B | (1-14) | Биотин-(Ahx) (Ahx) YARFQSQTTLKQKT-ОН |
0701 | TetTox-B | (830-843) | Биотин-(Ahx) (Ahx) QYIKANSKFIGITE-ОН |
1101 | Грипп-ГА-B | (306-318) | Биотин-(Ahx) (Ahx) PRYVKQNTLKLAT-карбоновой кислоты |
1501 | MBP-B | (84-102) | Биотин-(Ahx) (Ahx) NPVVHFFKNIVTPRTPPPS-ОН |
* Мы рекомендуем заказывать 10 мг шкалу для экономики.
Таблица 3. Контроль Пептиды для различных МНС II аллелей. *
6. Сделать реакции связывания (День 1)
7. Нейтрализовать и переноса реакции связывания (День 2)
8. ELISA развития (день 2 или 3)
9. Анализ данных
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Зрелый пептид последовательность из Enterobacter клоаки P99 бета-лактамазы (BLA) (GenBank ID # X07274.1) анализировали с ProPred 16 для предполагаемых пептидных связующих до МНС II аллеля DRB1 * 1501 (табл. 4). ProPred определены 117 нонамера пептиды с обязательным Р1 якоря остатка (т.е. M, L, I, V, F, Y ил?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Биотерапевтических зарекомендовали себя в качестве краеугольного камня современной медицины, представляющие четыре из пяти лучших продающих наркотики в 2012 году 32. Сектор биофармацевтика показал устойчивый рост в течение нескольких лет 6, и постоянное развитие новых преп?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Леонард Моисей работает на и держит опционы на акции EpiVax, Inc, компании в частной собственности биотехнологии, расположенный в Провиденсе, Род-Айленд. Работа содержится в данном отчете непредвзятыми, которые могут быть связаны с коммерческими целями компании.
Эта работа была поддержана NIH гранты R01-GM-098977 и R21-AI-098122 для ЦБК и бочкой. RSS частично поддержана на стипендии Фонда Luce и частично за счет программы Тайер Инновации стипендий от Thayer техническая школа.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sodium Tetraborate Decahydrate | Sigma | 221732 | |
Citric Acid | Sigma | C1901 | |
Dibasic Sodium Phosphate | Sigma | S7907 | |
Trizma HCl | OmniPur | 9310 | |
Tween-20 | Sigma | P7949 | |
100% DMSO | Sigma | D8418 | |
Octyl-β-D-Glucopyranaside | Fischer | 29836-26-8 | |
Pefa Bloc SCF | Roche | 1158591600 | |
Dulbecco’s 10x Phosphate Buffered Saline | Invitrogen | 14200-166 | |
DELFIA Assay Buffer | Perkin Elmer | 4002-0010 | |
DELFIA Enhancement Buffer | Perkin Elmer | 4001-0010 | |
Europium Labelled Streptavidin | Perkin Elmer | 1244-360 | |
L243 anti-HLA-DR antibody | Biolegend | 307602 | |
Biotinylated tracer peptides | 21st Century Biochemicals | Custom Order | |
Test peptides (1-4 mg, 85% purity) | Genscript | Custom Order | |
Purified HLA-DRB1 monomers (non-biotinylated) | Benaroya Research Institute* | Custom Order | |
384-well white EIA/RIA plate | Thermo | 460372 | |
Polypropylene 384-well plate | Costar | 3656 | |
Film, AxySeal, 80 µm, ELISA Applicator | Axygen Ascientific | PCR-SP | |
MilliQ Water | N/A | N/A | |
Epimotion Liquid Handler (or similar) | Eppendorf | 5075 | |
Select TS Plate Washer (or similar) | BioTek | 405 | |
SpectraMax Gemini Microplate Reader (or similar) | Molecular Devices | N/A | |
*Recombinant human MHC II molecules can be obtained from the Benaroya Tetramer Core Laboratory. See: https://www.benaroyaresearch.org/our-research/core-resources/tetramer-core-laboratory |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
An erratum was issued for: A High Throughput MHC II Binding Assay for Quantitative Analysis of Peptide Epitopes. There were typos in the Protocol section and Table 2.
Step 3.1.1 in the Protocol was updated from:
Add 80 µl of 1 mM Pefa Bloc and 60 mg of octyl-β-D-glucopyranaside to 3,920 µl of Citrate Phosphate Buffer. (See supplemental spreadsheet calculator for alternative scaling).
to:
Add 80 µl of 1 mM Pefa Bloc and 60 µg of octyl-β-D-glucopyranaside to 3,920 µl of Citrate Phosphate Buffer. (See supplemental spreadsheet calculator for alternative scaling).
Step 5.2 in the Protocol was updated from:
Further dilute the Control Peptide from step 5.1 (20 mM) 1:100 into the MHC II Master Mix from step 3.2.
to:
Further dilute the Control Peptide from step 5.1 (20 µM) 1:100 into the MHC II Master Mix from step 3.2.
Table 2 was updated from:
MHC II Allele DRB1*: | 1501 |
MHC II Stock Concentration (mg/ml) | 1.3 |
MHC II Stock Concentration (mM) | 20 |
Vol. MHC II Stock to Add (ml) | 14.65 |
Vol. Reaction Buffer to Add (ml): | 2885.35 |
MHC II Master Mix Concentration (nM) | 101 |
to:
MHC II Allele DRB1*: | 1501 |
MHC II Stock Concentration (mg/ml) | 1.3 |
MHC II Stock Concentration (μM) | 20 |
Vol. MHC II Stock to Add (μl) | 14.65 |
Vol. Reaction Buffer to Add (μl): | 2885.35 |
MHC II Master Mix Concentration (nM) | 101 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены