抗原设计原理(多肽)

为产生有效的抗体,第一步是设计好的抗原,此抗原可以来源于整个蛋白质的一部分:一个或几抗原决定簇区域的序列.
(1) 什么是抗原决定簇
蛋白质表面部分可以使免疫系统产生抗体的区域叫抗原决定簇.一般抗原决定簇是由6-12氨基酸或碳水基团组成,它可以是由连续序列(蛋白质一级结构)组成或由不连续的蛋白质三维结构组成.
(2) 选择抗原决定簇
为选择好的抗原决定簇,应符合以下三点:
1.亲水性:大部分抗原决定簇是亲水性的;
2.处于结构表面:大部分抗体只与蛋白质表面部分结合;
3.有弹性:许多已知的抗原决定簇是在自由活动区域.
所以一般来说蛋白质的N端及C端是很好的抗原决定簇区域.
(3) 抗原性与免疫原性
单独的抗原决定簇是不能产生免疫反应,它只有抗原性但没有免疫原性,为使它能具有免疫原性,它必须偶联在载体蛋白上.
(4) 抗原决定簇的预测
对每个氨基酸的表面可接触性(Surface Accessibility),亲水性(Hydrophilicity)和弹性(flexibility)进行计算可以大体推算出抗原决定簇区域,抗原决定簇区域应综合以上三个特点.目前市面上有几个专业测定软件满足需要:如MacVestor , Protean , GCG等.
(5) 设计合成多肽
一旦抗原序列决定后,接下来就是设计所需合成的多肽了,设计时除了注意其序列外,同时应考虑一些产生免疫机制问题,如:
1.载体蛋白的接入位置;
2.如果其序列是位于蛋白C端的,此多肽C端一定是自由的羧基团,而N端被掩盖.同时如果载体蛋白是通过半胱氨酸偶联,此半胱氨酸应处
于N端位置,使C端完全暴露给免疫系统.
3.相反,如果其序列是位于蛋白质N端,此多肽C端应掩盖,暴露出N端,而载体蛋白应在C端.
(6) T细胞抗原决定簇
不是所有多肽序列是用来直接产生抗体的,特别是一些序列短,并通过多抗原肽系统获得的免疫原性的肽.而这些是通过T辅助细胞抗原决定簇来
产生免疫.一个T辅助细胞抗原决定簇多肽序列可以增强B细胞产生抗体能力,但是又是由其遗传背景所决定的,设计此类多肽必须知道其抗原决定簇和被免疫动物的遗传背景.