معلومة

توقع ما إذا تم التعرف على بروتين معين بواسطة الأجسام المضادة

توقع ما إذا تم التعرف على بروتين معين بواسطة الأجسام المضادة



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

افترض أن لدي بنية ثلاثية الأبعاد في ملف PDB على جهاز كمبيوتر. هل هناك أي طريقة معلوماتية حيوية للتنبؤ بما إذا كان هذا البروتين تم التعرف عليه من قبل جميع الأجسام المضادة المعروفة للإنسان ويسبب استجابة مناعية أم لا؟ إذا كان الجواب نعم فما مدى دقة هذه الطريقة؟


بادئ ذي بدء: من المهم تقدير أن الأجسام المضادة لا تتعرف على المستضدات ، فهي تتعرف على الحواتم المحمولة على المستضدات.

هناك العديد من البرامج (عبر الإنترنت) التي تسمح بالتنبؤ بهذه الحلقات بدقة عالية. سأصف بعضًا منهم بعد ذلك:

التنبؤ بحلقات الخلية B: عليك أن تضع في اعتبارك أن حواتم الخلية B يمكن أن تكون مستمرة ومتوافقة.

يمكن توقع الحلقات المستمرة باستخدام Bcepred. تعتمد طرق التنبؤ هذه على الخصائص الفيزيائية والكيميائية في مجموعة بيانات غير زائدة عن الحاجة. تتكون مجموعة البيانات من 1029 حاتمات خلايا B تم الحصول عليها من قاعدة بيانات Bcipep وعدد متساوٍ من غير الحاتمات التي تم الحصول عليها عشوائيًا من قاعدة بيانات Swiss-Prot. دقة التنبؤ للنماذج القائمة على خصائص مختلفة تتراوح بين 52.92٪ و 57.53٪. كما أنها حققت أعلى دقة بلغت 58.70٪ عند عتبة 2.38 ، عند الجمع بين أربع خواص للأحماض الأمينية (الألفة للماء ، والمرونة ، والقطبية ، والسطح المكشوف).

يمكن توقع الحلقات التوافقية باستخدام DiscoTope 2.0. تتنبأ هذه الطريقة بحلقات الخلايا البائية المتقطعة من هياكل البروتين ثلاثية الأبعاد. تستخدم الطريقة حساب إمكانية الوصول إلى السطح (المقدرة من حيث أرقام الاتصال) ودرجة جديدة من الأحماض الأمينية لاتجاه الحاتمة. يتم حساب الدرجات النهائية من خلال الجمع بين درجات الميل للمخلفات في القرب المكاني وأرقام الاتصال. إلى جانب ذلك ، فإن استخدام مجموعة البيانات المعيارية من ورقة DiscoTope الأصلية ، قد ثبت أن الطريقة المحدثة لديها أداء تنبؤي متزايد بشكل كبير.

هام: يسمح Discotope بالحصول على بنية ثلاثية الأبعاد لهذه الحلقات.

أقترح استخدام DiscoTope للتنبؤ بمخلفات حاتمة متقطعة لعدة أسباب. أولاً ، لقد أوضحت في مجموعة بيانات من الحلقات غير المستمرة أن متوسط ​​الأداء التنبئي لـ DiscoTope أعلى بكثير من مقياس ميل باركر وأعلى بشكل هامشي من درجة توطين السطح المحددة بواسطة درجة NACCESS RSA. ثانيًا ، أظهر العديد من المؤلفين أن DiscoTope يتنبأ بشكل صحيح بالبقايا في الحلقات التي تم تحديدها باستخدام تقنيات مختلفة مثل عرض الملتهمة والطفرة النقطية وتحليل التسلسل. ثالثًا ، طريقة التنبؤ DiscoTope متاحة للجمهور على www.cbs.dtu.dk/services/DiscoTope ، ويمكن تفسير ناتج الطريقة بسهولة.

أود أن أوصيك بالتحقق مما إذا كانت هذه الحواتم المحمولة على البروتين بها مواقع مسببة للحساسية يمكن أن تحتوي على حاتمة IgE مثبتة تجريبياً. لهذا يمكنك استخدام Algpred


إجابة polonio210 هي ملخص ممتاز لأدوات المعلوماتية الحيوية ، التي تسمح بإجراء مقارنات مع قواعد بيانات الأجسام المضادة المعروفة - وهو أمر مفيد في العثور على جسم مضاد معين يمكنه الارتباط بالبروتين.

من المهم أن نلاحظ أن هذا النهج سوف ليس تسمح لك ، لتمييز ما إذا كان جهاز المناعة البشري سيكون قادرًا على صنع جسم مضاد ضد هذا البروتين أم لا. استنادًا إلى الإجابات والتعليقات على هذا السؤال ، فإن عدد الأجسام المضادة المحتملة التي يمكن لإنسان واحد أن يصنعها يتراوح من $ 10 ^ {12} $ إلى $ 10 ^ {16} $. هذه الأرقام عالية جدًا ، ومن المحتمل ألا تكون قاعدة البيانات قادرة على تغطية جميع الأجسام المضادة الممكنة وتسمح لك بالتنبؤ بما إذا كان الجهاز المناعي قادرًا على صنع جسم مضاد ضد بروتين معين.


نظرة عامة على تحليل التفاعل بين البروتين والبروتين

البروتينات هي أحصنة العمل التي تسهل معظم العمليات البيولوجية في الخلية ، بما في ذلك التعبير الجيني ، ونمو الخلايا ، والتكاثر ، وامتصاص العناصر الغذائية ، والتشكل ، والحركة ، والتواصل بين الخلايا ، والاستماتة. لكن الخلايا تستجيب لعدد لا يحصى من المحفزات ، وبالتالي فإن التعبير عن البروتين هو عملية ديناميكية قد لا يتم دائمًا التعبير عن البروتينات المستخدمة لإكمال مهام محددة أو تنشيطها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جميع الخلايا ليست متساوية ، ويتم التعبير عن العديد من البروتينات بطريقة تعتمد على نوع الخلية. تشير هذه الخصائص الأساسية للبروتينات إلى تعقيد قد يكون من الصعب التحقيق فيه ، خاصة عند محاولة فهم وظيفة البروتين في السياق البيولوجي المناسب.

تشمل الجوانب الحاسمة المطلوبة لفهم وظيفة البروتين ما يلي:

  • تسلسل البروتين وهيكله- تُستخدم لاكتشاف الزخارف التي تتنبأ بوظيفة البروتين
  • التاريخ التطوري والمتواليات المحفوظة- يحدد المخلفات التنظيمية الرئيسية
  • ملف تعريف التعبيريكشف عن خصوصية نوع الخلية وكيفية تنظيم التعبير
  • تعديلات ما بعد الترجمة- تشير الفسفرة ، الأسيلة ، الارتباط بالجليكوزيل والتواجد في كل مكان إلى التوطين ، التنشيط و / أو الوظيفة
  • التفاعلات مع البروتينات الأخرى—يمكن استقراء الوظيفة من خلال معرفة وظيفة الشركاء الملزمين
  • التوطين داخل الخلايا- قد يلمح إلى وظيفة البروتين

حتى أواخر التسعينيات ، ركزت تحليلات وظائف البروتين بشكل أساسي على البروتينات المفردة. ومع ذلك ، نظرًا لأن غالبية البروتينات تتفاعل مع البروتينات الأخرى من أجل الوظيفة المناسبة ، فيجب دراستها في سياق شركائها المتفاعلين لفهم وظيفتها تمامًا. مع نشر الجينوم البشري وتطوير مجال البروتينات ، أصبح فهم كيفية تفاعل البروتينات مع بعضها البعض وتحديد الشبكات البيولوجية أمرًا حيويًا لفهم كيفية عمل البروتينات داخل الخلية.


أصول الخصوصية والألفة في تفاعلات البروتين بين الجسم المضاد

غالبًا ما يتم استنباط الأجسام المضادة الطبيعية للتعرف على أسطح البروتين المتنوعة ، حيث يتعذر كثيرًا تمييز سمات تسلسل الحواتم عن تلك الموجودة في أسطح البروتين التي لا تحتوي على مادة لاصقة. ليس من المفهوم بوضوح كيف يمكن للمظلات التعرف على الحواتم العديمة الملامح من حيث التسلسل وكيف يمكن لذخيرة الأجسام المضادة الطبيعية ذات المتغيرات المحدودة التعرف على مستضدات بروتينية غير محدودة على ما يبدو غريبة عن الجهاز المناعي المضيف. في هذا العمل ، تم استخدام الطرق الحسابية للتنبؤ بالمظلات الوظيفية مع هيكل المجال المتغير للجسم المضاد ثلاثي الأبعاد كمدخل. تم التحقق من صحة المظلات الوظيفية المتوقعة بشكل معقول من خلال بقايا النقاط الساخنة المعروفة من قياسات مسح الألانين التجريبية. تشير تنبؤات المظلات الوظيفية (البقعة الساخنة) على مجموعة من 111 هيكلًا معقدًا للأجسام المضادة والمستضدات إلى أن السلاسل الجانبية العطرية ، ومعظمها من التيروسيل ، تشكل الجزء الأكبر من المظلات الوظيفية المتوقعة ، مع وجود بقايا محبة للماء قصيرة السلسلة تشكل الجزء الصغير من المتوقع المظلات الوظيفية. تتفاعل هذه السلاسل الجانبية العطرية في الغالب مع ذرات السلسلة الرئيسية الحاتمة وكربون السلسلة الجانبية. تُحاط المظلات الوظيفية بملامسات ذرية قطبية مواتية في واجهات المظلة الهيكلية - الحاتمة الهيكلية أكثر من 80 ٪ من هذه الملامسات القطبية مواتية من الناحية الكهروستاتيكية وحوالي 40 ٪ من هذه الملامسات القطبية تشكل روابط هيدروجينية مباشرة عبر الواجهات. تشير هذه النتائج إلى أن ذخيرة محدودة من الأجسام المضادة التي تحمل مظلات ذات ملامح هيكلية متنوعة غنية بالسلاسل الجانبية العطرية بين المخلفات المحبة للماء قصيرة السلسلة يمكن أن تتعرف على جميع أنواع أسطح البروتين ، لأن محددات التعرف على الأجسام المضادة هي سمات فيزيائية كيميائية شائعة موزعة في كل مكان على جميع أسطح البروتين .

الكلمات الدالة: حاتمة التنبؤ وظيفية واجهة حاتمة نقطة ساخنة موقع مستضد البروتين المظلي التنبؤ.

بيان تضارب المصالح

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

الأرقام

معايير التنبؤ بالأجسام المضادة / الارتباط بمولد الضد ...

معايير التنبؤ بمواقع ارتباط الجسم المضاد / مولد الضد على أسطح الجسم المضاد / المستضد. ( أ ) الارتباطات ...

مقارنة بين المظلات الوظيفية ...

مقارنة بين المظلات الوظيفية وبقايا النقاط الساخنة المتوقعة على ...

معايير تنبؤ تصنيف من فئتين لـ ...

معايير تنبؤ تصنيف من فئتين للهياكل المعقدة التمثيلية للجسم المضاد - مولد الضد من S111 ...

تفضيلات نوع الأحماض الأمينية و ...

تفضيلات نوع الأحماض الأمينية وتفضيلات نوع ذرة البروتين في واجهات نظارة - حاتمة. ...

توزيعات جهات الاتصال المزدوجة ...

توزيعات التلامس الذري الزوجي في تفاعلات الجسم المضاد والبروتين والتفاعل بين البروتين والبروتين غير الضاد ...

الميل لتفاعل سلسلة جانبية التيروزين ...

الميل لتفاعل سلسلة جانبية التيروزين على بقايا سطح البروتين. ( أ ) ال…


تتنبأ استجابات الجسم المضاد لبروتينات ربط خلايا الدم الحمراء والمتصورة النشيطة المتصورة النشيطة بخطر العدوى وترتبط بالحماية من الملاريا السريرية

خلفية: يعد Plasmodium vivax Duffy Binding Protein (PvDBP) هدفًا رئيسيًا للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي. ومع ذلك ، فإن المنطقة II من PvDBP ، التي تحتوي على موقع ربط المستقبلات ، متعددة الأشكال بدرجة كبيرة. الاكتساب الطبيعي للأجسام المضادة لمتغيرات مختلفة من منطقة PvDBP II (PvDBPII) ، بما في ذلك أليلات AH و O و P و Sal1 والمنطقة الوسطى III-V (PvDBPIII-V) و P. vivax Erythrocyte Binding Protein region II (PvEBPII ) وارتباطاتهم بخطر الإصابة بالملاريا السريرية المتصورة النشيطة ليست مفهومة جيدًا.

المنهجية: تم قياس مجموع IgG و IgG الفئات الفرعية 1 و 2 و 3 التي تتعرف على أربعة أليلات من PvDBPII (AH و O و P و Sal1) و PvDBPIII-V و PvEBPII في عينات تم جمعها من مجموعة من 1 إلى 3 سنوات من بابوا غينيا الجديدة (PNG) أطفال يعيشون في منطقة موبوءة بشدة في بابوا غينيا الجديدة. تم أيضًا اختبار مستويات الأجسام المضادة المثبطة للربط (BIAbs) بـ PvDBPII (AH و O و Sal1) في مجموعة فرعية من الأطفال. تم تقييم ارتباط وجود IgG بالعمر ، والتعرض التراكمي (يقاس على أنه ناتج عن العمر وعدوى الملاريا أثناء المتابعة) والمخاطر المحتملة للملاريا السريرية.

نتائج: تمت ملاحظة الزيادة في إجمالي IgG و IgG1 و IgG3 الخاص بالمستضد مع تقدم العمر والتعرض التراكمي فقط لـ PvDBPII AH و PvEBPII. ارتبطت المستويات العالية من إجمالي IgG والفئة الفرعية السائدة IgG3 الخاصة بـ PvDBPII AH بانخفاض حدوث نوبات P. vivax السريرية (aIRR = 0.56-0.68 ، P≤0.001-0.021). ترتبط المستويات العالية من إجمالي IgG و IgG1 إلى PvEBPII ارتباطًا وثيقًا بالحماية من الملاريا النشيطة السريرية مقارنة بـ IgGs ضد جميع متغيرات PvDBPII (aIRR = 0.38، P & lt0.001). أظهرت الأجسام المضادة لـ PvDBPII AH و PvEBPII دليلًا على وجود تأثير إضافي ، مع ارتباط وقائي مشترك بنسبة 70 ٪.

استنتاج: تعتبر الأجسام المضادة لروابط غزو الطفيليات الرئيسية PvDBPII و PvEBPII روابط جيدة للحماية من ملاريا المتصورة النشيطة في بابوا غينيا الجديدة. يعزز هذا بشكل إضافي الأساس المنطقي لإدراج PvDBPII في لقاح الوحدة الفرعية المؤتلف لملاريا المتصورة النشيطة ويسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من الدراسات الوظيفية لتحديد إمكانات PvEBPII كعنصر من لقاح الوحدة الفرعية للملاريا المتصورة النشيطة.


يحتوي الجسم المضاد النموذجي على موقعين متطابقين لربط المستضد

أبسط الأجسام المضادة هي جزيئات على شكل Y مع موقعين متطابقين لربط مستضد ، أحدهما عند طرف كل ذراع من Y (الشكل 24-18). بسبب موقعي ربط مولد الضد الخاصين بهم ، يتم وصفهم على أنهم ثنائي التكافؤ. طالما أن المستضد يحتوي على ثلاثة أو أكثر من محددات المستضد ، يمكن لجزيئات الجسم المضاد ثنائية التكافؤ ربطه في شبكة كبيرة (الشكل 24-19). يمكن أن تتبلعم هذه الشبكة بشكل سريع وتتحلل بفعل الضامة. يتم زيادة كفاءة ربط مولد الضد والربط المتبادل بشكل كبير عن طريق المرونة منطقة المفصلة في معظم الأجسام المضادة ، مما يسمح بتغيير المسافة بين موقعي ارتباط مولد الضد (الشكل 24-20).

الشكل 24-18

تمثيل بسيط لجزيء الجسم المضاد. لاحظ أن موقعي ربط مولد الضد متطابقين.

الشكل 24-19

تفاعلات الجسم المضاد والمستضد. نظرًا لأن الأجسام المضادة لها موقعان متطابقان لربط المستضد ، فيمكنهما ربط المستضدات المتقاطعة. تعتمد أنواع معقدات الجسم المضاد-المستضد التي تتشكل على عدد محددات المستضد في المستضد. هنا نوع واحد (أكثر.)

الشكل 24-20

المنطقة المفصلية لجزيء الجسم المضاد. نظرًا لمرونتها ، تعمل منطقة المفصلة على تحسين كفاءة ربط مولد الضد والربط المتبادل.

التأثير الوقائي للأجسام المضادة لا يرجع ببساطة إلى قدرتها على ربط المستضد. ينخرطون في مجموعة متنوعة من الأنشطة التي يتوسط فيها ذيل الجزيء على شكل Y. كما نناقش لاحقًا ، يمكن أن تحتوي الأجسام المضادة التي لها نفس مواقع ارتباط المستضد على أي منطقة من عدة مناطق ذيل مختلفة. يعطي كل نوع من منطقة الذيل للجسم المضاد خصائص وظيفية مختلفة ، مثل القدرة على تنشيط النظام التكميلي ، أو الارتباط بالخلايا البلعمية ، أو عبور المشيمة من الأم إلى الجنين.


يمكن أن يوفر تشابه التسلسل أدلة حول وظيفة البروتين

بفضل تكاثر تسلسل البروتين والحمض النووي المفهرسة في قواعد بيانات الجينوم ، يمكن التنبؤ بوظيفة الجين & # x02014 وبروتينه المشفر & # x02014 ببساطة عن طريق مقارنة تسلسله مع تسلسل الجينات المميزة سابقًا. نظرًا لأن تسلسل الأحماض الأمينية يحدد بنية البروتين وبنيته التي تملي الوظيفة الكيميائية الحيوية ، فإن البروتينات التي تشترك في تسلسل حمض أميني مماثل تؤدي عادةً وظائف كيميائية حيوية مماثلة ، حتى عندما توجد في الكائنات الحية ذات الصلة البعيدة. في الوقت الحاضر ، عادةً ما يبدأ تحديد ما يفعله البروتين المكتشف حديثًا بالبحث عن بروتينات محددة مسبقًا متشابهة في تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بها.

عادةً ما يتم البحث في مجموعة من التسلسلات المعروفة عن الجينات أو البروتينات المتماثلة عبر شبكة الويب العالمية ، وهو يتضمن ببساطة اختيار قاعدة بيانات وإدخال التسلسل المطلوب. برنامج محاذاة التسلسل & # x02014 الأكثر شيوعًا هي BLAST و FASTA & # x02014 يمسح قاعدة البيانات للتسلسلات المماثلة عن طريق تحريك التسلسل المقدم على طول التسلسلات المؤرشفة حتى تقع مجموعة من المخلفات في محاذاة كاملة أو جزئية (الشكل 8-47). يتم إرجاع نتائج حتى البحث المعقد & # x02014 الذي يمكن إجراؤه إما على تسلسل نيوكليوتيد أو تسلسل حمض أميني & # x02014 في غضون دقائق. يمكن استخدام مثل هذه المقارنات للتنبؤ بوظائف البروتينات الفردية ، أو عائلات البروتينات ، أو حتى مكمل البروتين الكامل للكائن الحي المتسلسل حديثًا.

الشكل 8-47

نتائج بحث بلاست. يمكن البحث في قواعد بيانات التسلسل للعثور على متواليات مماثلة من الأحماض الأمينية أو الأحماض النووية. هنا بحث عن بروتينات مشابهة للبروتين التنظيمي لدورة الخلية البشرية cdc2 (استفسار) يحدد موقع الذرة cdc2 (موضوعات)، وهو 68٪ متطابق (أكثر.)

في النهاية ، ومع ذلك ، فإن التنبؤات التي تظهر من تحليل التسلسل غالبًا ما تكون مجرد أداة لتوجيه المزيد من التحقيقات التجريبية.


قد تؤدي عدوى SARS-Cov-2 إلى استجابات الأجسام المضادة ضد بروتينات فيروسية متعددة

تنتج جميع فيروسات كورونا أربعة بروتينات هيكلية أساسية والعديد من البروتينات غير البنيوية. ومع ذلك ، فإن غالبية أبحاث SARS-CoV-2 القائمة على الأجسام المضادة قد ركزت على البروتينات السنبلة والنيوكليوكابسيد. تشير دراسة نُشرت في مجلة PLOS Biology بواسطة Anna Heffron و Irene Ong وزملاؤهم في جامعة Wisconsin-Madison بالولايات المتحدة الأمريكية ، إلى أن الاستجابات المناعية قد تتطور ضد البروتينات الأخرى التي ينتجها فيروس SARS-CoV-2.

إن فعالية اللقاحات المرتكزة على البروتين متغيرة ولا ينتج كل شخص مصاب بفيروس SARS-CoV-2 أجسامًا مضادة يمكن اكتشافها ضد البروتينات السنبلة أو البروتينات النووية. لذلك ، فإن الخيارات الموسعة القائمة على الأجسام المضادة لديها القدرة على لعب دور مهم في تحسين اللقاحات والتشخيصات والعلاجات ، لا سيما بالنظر إلى ظهور متغيرات جديدة. للتحقق مما إذا كانت عدوى SARS-CoV-2 تحفز استجابات قوية للأجسام المضادة ضد جميع بروتينات SARS-CoV-2 ، حدد الباحثون 79 "حاتم" - مناطق معينة من البروتين الفيروسي تتعرف عليها الأجسام المضادة وترتبط بها. قاموا أيضًا باختبار ما إذا كانت الأجسام المضادة التي تتطور استجابة لـ SARS-CoV-2 أو الأجسام المضادة الموجودة من التعرض السابق لفيروسات كورونا قد ترتبط بأي من البروتينات في الفيروسات التاجية البشرية الستة المعروفة الأخرى لتحديد حواتم التفاعل التبادلي المحتملة.

بالإضافة إلى البروتينات الشوكية والنيوكليوكابسيد ، حدد المؤلفون حواتم خلايا B غير معروفة سابقًا وذات تفاعل عالي في جميع أنحاء مجموعة كاملة من البروتينات في SARS-CoV-2 وفيروسات كورونا الأخرى ، مما يوسع من إمكانات اللقاح والتطور العلاجي في المستقبل. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى إجراء أبحاث مستقبلية لتحديد المدة التي تبقى فيها هذه الأجسام المضادة وما إذا كانت استجابات الأفراد الذين تم تطعيمهم تختلف عن أولئك الذين أصيبوا بـ COVID-19 قبل التطعيم. سيواصل الدكتور أونج وزملاؤه التحقيق في هذه الجوانب لدى البالغين والأطفال.

على الرغم من أن المؤلفين لم يحددوا بشكل مباشر المتغيرات المثيرة للقلق التي ظهرت منذ بداية وباء COVID-19 ، إلا أن مقارنة جينوم SARS-CoV-2 الأصلي مع عدد قليل من المتغيرات المثيرة للقلق حددت اختلافات عديدة في المناطق الموجودة في أو في غضون 3 أحماض أمينية من حواتم مرتبطة بالأجسام المضادة المحددة.

وفقًا للمؤلفين ، "إن تحديدنا الشامل لتفاعل الجسم المضاد بدقة على مستوى الحاتمة في موضوعات نقاهة COVID-19 ، والتي أكدتها فحوصات مستقلة ، يوفر حواتم جديدة يمكن أن تكون بمثابة أهداف مهمة في تطوير التشخيصات واللقاحات والعلاجات المحسنة ضد السارس. -CoV-2 ، المتغيرات المثيرة للقلق ، وفيروسات كورونا البشرية الخطيرة التي قد تظهر في المستقبل ".


الاستنتاجات والمنظور

تطورت أدوات التنبؤ وتصميم بنية البروتين بشكل كبير في العقد الماضي ، ولكن لا تزال هناك العديد من التحديات. لا تزال وظائف الطاقة التي توجه التنبؤ والتصميم - تقريبية بالضرورة ، لأسباب تتعلق بالكفاءة الحسابية - تكافح لتحقيق التوازن الدقيق للتفاعلات القطبية وغير القطبية وتأثيرات الذوبان ، خاصة في الواجهات. نتيجة لذلك ، تظل معدلات النجاح لتطبيقات نمذجة الواجهة ، مثل الالتحام بالبروتين بمرونة العمود الفقري وتصميم الواجهة من جانب واحد وتصميم الإنزيم ، منخفضة. تمثل المناهج الهجينة التي تضع نموذجًا صريحًا لمجموعة فرعية من جزيئات الماء المرتبة "المهمة من الناحية الهيكلية" والتي تقوم بالتفاعلات الرئيسية مع سطح البروتين النموذجي سبيلًا واعدًا إلى الأمام ، ولكن لا يزال من الصعب تحديد المعلمات نظرًا لتكلفتها الحسابية والحاجة إلى موازنة التفاعلات مع المياه الصريحة و مع كمية المياه التي يتم نمذجتها ضمنيًا. كما أن التفاعلات التي تتم بوساطة الحلقة مثل تلك بين مستقبلات الخلايا التائية والببتيد- معقد التوافق النسيجي الكبير أو الأجسام المضادة والمستضدات تظل صعبة التنبؤ والهندسة. هنا ، تتفاقم تحديات علم الطاقة للواجهة بالحاجة إلى وضع نموذج دقيق للتفضيلات المطابقة لشرائح البولي ببتيد غير المنتظمة التي قد تأخذ عينة من مجموعة الهياكل في الحالة غير المنضمة. على نطاق أوسع ، هناك حاجة إلى أساليب جديدة للتنبؤ بقوة وتصميم مرونة البروتين والحركة التوافقية التي غالبًا ما تكون حاسمة لوظيفة البروتين. قد تكون الأساليب التي تجمع بين مسارات الديناميات الجزيئية مع تحليل المناظر الطبيعية للطاقة مطلوبة لالتقاط الجوانب الديناميكية لهذه الأنظمة المرنة.

على الرغم من هذه التحديات ، نعتقد أن أساليب التنبؤ والتصميم بالبروتين ، مع استمرار نضجها ، تستعد لأن يكون لها دور متزايد الأهمية في علم الأحياء والطب. تتمثل إحدى السمات الرائعة للبروتينات التي تحدث بشكل طبيعي في أنها ، من أجل أداء دورها في الخلية ، غالبًا ما تشارك في أنشطة متعددة وتفاعلات ملزمة. على سبيل المثال ، تحفز GTPases من عائلة Rho على التحلل المائي لـ GTP ، وتخضع لتغييرات مطابقة محددة جيدًا ، وترتبط ببروتينات إشارات متعددة في اتجاه مجرى النهر ويتم تنظيمها بواسطة عوامل تبادل الجوانين والبروتينات التي تعمل على تنشيط الجوانين. نتوقع أنه من خلال الجمع بين نهج التطور الموجه والتقدم في النمذجة الجزيئية ، سيكون تصميم البروتينات ذات التعقيد المماثل قريبًا في متناول اليد وسيمكن من مجموعة متنوعة من التطبيقات المثيرة. على سبيل المثال ، من المحتمل أن تكون أقفاص البروتين المصممة من قبل de novo مفيدة في تطوير اللقاح كسقالات لمواد المناعة المصممة حسابيًا 142 ، وفي علاج السرطان كوسائل توصيل دواء "ذكية" قادرة على دمج إشارات استهداف متعددة (على سبيل المثال ، سطح الخلية الشاذ التعبير البروتيني أو الحلقات الجديدة المقدمة من معقد التوافق النسيجي الكبير). يجب أن تسمح آليات التحكم الهندسية في البروتينات (الارتباط بالرابط ، التنشيط الضوئي ، تنشيط الإنزيم ، إلخ) بتصميم علاجات لا تنشط إلا في بيئة معينة والتي تقلل من الآثار الجانبية السامة.

مع استمرار نمو قواعد بيانات بنية البروتين ، سيزداد توافر مجموعات جديدة من العمود الفقري للبروتين وترتيبات تعبئة السلسلة الجانبية ، مما يفتح إمكانيات لإعادة توظيفها لإنشاء مواقع ووظائف ربط جديدة. سيكون من المثير أيضًا معرفة ما إذا كان التعلم الآلي والتعرف على الأنماط يمكن أن يطوروا مجال تصميم البروتين ، تمامًا كما يفعلون للتنبؤ بالهيكل.


اختيار جسم مضاد أولي أو جسم مضاد ثانوي

كيف تجد الجسم المضاد الأساسي أو الثانوي الأنسب لتجاربك.

تطبيق

تسرد أوراق بيانات الجسم المضاد التطبيقات التي اختبرناها بنجاح في الجسم المضاد. عندما يتم اختبار الجسم المضاد في أحد التطبيقات ويفشل ، يتم تدوين ذلك أيضًا في ورقة البيانات. إذا لم يكن التطبيق مدرجًا ، فهذا يعني أننا لم نختبره وأنه من غير المعروف كيفية أداء الجسم المضاد.

يتم اختبار الأجسام المضادة الخارجية باستمرار في المنزل ويتم تحديث أوراق البيانات بأحدث معلومات التطبيق. للمساعدة في تطبيقك ، تصفح مكتبة البروتوكولات الخاصة بنا.

طبيعة العينة

ستحدد طبيعة عينتك أي الجسم المضاد هو الأنسب. ضع في اعتبارك الجوانب التالية:

منطقة البروتين التي ترغب في الكشف عنها

يتم إنتاج الأجسام المضادة عن طريق تحصين الحيوانات المضيفة بمادة مناعية. يمكن أن تكون المواد المناعية عبارة عن بروتينات كاملة الطول ، أو شظايا بروتينية ، أو ببتيدات ، أو كائنات حية كاملة (على سبيل المثال ، البكتيريا) ، أو خلايا. يتم وصف العامل المناعي بشكل عام في ورقة البيانات (في بعض الحالات لا يتم تقديم وصف دقيق للعامل المناعي لأسباب تتعلق بالملكية).

تحقق من أن العامل المناعي مطابق أو موجود داخل منطقة البروتين الذي تحاول اكتشافه. على سبيل المثال ، إذا كنت تحاول اكتشاف بروتين سطح الخلية على الخلايا الحية بواسطة FACS ، فاختر جسمًا مضادًا يتم رفعه مقابل مجال خارج الخلية للبروتين.

معالجة العينة

تتطلب بعض الأجسام المضادة عينات لتتم معالجتها بطريقة محددة. تتعرف العديد من الأجسام المضادة فقط على البروتينات التي تم تقليلها وتحريفها ، لأن هذا يكشف عن حواتم يمكن حجبها عن طريق الطي الثانوي والثالث للبروتينات. من ناحية أخرى ، لا تتعرف بعض الأجسام المضادة إلا على الحواتم الموجودة على البروتينات في حالتها الأصلية المطوية. تتطلب أجسامنا المضادة للنشاف الغربي تقليل العينات وتحريفها ما لم يُذكر خلاف ذلك في ورقة البيانات.

بالنسبة للكيمياء الهيستولوجية المناعية ، تكون بعض الأجسام المضادة مناسبة فقط للأنسجة المجمدة غير المثبتة. لا يمكن للآخرين الارتباط بأهدافهم في الأنسجة المثبتة بالفورمالين والمضمنة بالبارافين دون خطوة استرجاع المستضد التي تعكس الروابط المتقاطعة التي يقدمها تثبيت الفورمالين. تمت الإشارة إلى هذه القيود المفروضة على الاستخدام في قسم التطبيقات في أوراق البيانات.

أنواع العينة

إذا أمكن ، اختر الجسم المضاد الذي تم رفعه ضد نفس النوع الذي تنتمي إليه عينتك.

قد يتفاعل الجسم المضاد مع نفس البروتين المستهدف من الأنواع الأخرى التي تشترك في تجانس تسلسل حمض أميني كافٍ. إذا لم تكن عينتك من أحد الأنواع المدرجة في ورقة البيانات ، فهذا يعني أن الأنواع لم يتم اختبارها ولا يمكننا إثبات مدى ملاءمتها. يتم التنبؤ بالتفاعل المتبادل بناءً على تشابه التسلسل.

اختيار أنواع مضيف الجسم المضاد الأولي

يجب أن تكون الأنواع التي تربى فيها الجسم المضاد الأولي مختلفة عن الأنواع الموجودة في عينتك. هذا لتجنب التفاعل التبادلي للأجسام المضادة الثانوية المضادة للجلوبيولين المناعي مع الغلوبولين المناعي الداخلي في العينة. على سبيل المثال ، إذا كنت تدرس بروتين فأر ، فاختر جسمًا مضادًا أوليًا يتم تربيته في نوع آخر غير الفئران. سيكون الجسم المضاد الأولي الذي يتم تربيته في الأرانب هو الاختيار المناسب ، يليه الجسم المضاد الثانوي IgG المضاد للأرنب.

بالنسبة للتقنيات التي تستخدم العينات التي لا تحتوي على الغلوبولين المناعي الداخلي (IgG) ، يكون اختيار الأنواع المضيفة للجسم المضاد الأساسي أقل أهمية. مثال على ذلك هو النشاف الغربي لمحلول الخلية الذي لا يتوقع أن يحتوي على IgG. ومع ذلك ، فإن محللات الأنسجة والمواد الطافية لزراعة الأنسجة التي تحتوي على مصل ستحتوي على الغلوبولين المناعي. سيظهر IgG في بقع غربية لعينات مختزلة مشوهة بصفتها نطاقات عند 50 و 25 كيلو دالتون تقابل السلاسل الثقيلة والخفيفة لجزيء IgG.

اختيار الجسم المضاد الثانوي

يجب أن تكون الأجسام المضادة الثانوية ضد الأنواع المضيفة للجسم المضاد الأساسي الذي تستخدمه. على سبيل المثال ، إذا كان الفأر الأساسي أحادي النسيلة ، فستحتاج إلى مضاد ثانوي للفأر. تحقق من ورقة البيانات الخاصة بالجسم المضاد الثانوي للتأكد من اختباره في التطبيق الذي ستستخدمه.

اختيار الأجسام المضادة للتلوين المزدوج

تتطلب عملية المناعة المزدوجة لمزارع الخلايا أو الأنسجة أن يتم رفع الأجسام المضادة الأولية في أنواع مختلفة ، وأن تتعرف الأجسام المضادة الثانوية على أحد الأنواع حصريًا. اختر من بين مجموعتنا من الأجسام المضادة الثانوية المضادة لـ Ig التي تم امتصاصها مسبقًا ضد الغلوبولين المناعي من الأنواع الأخرى لإزالة التفاعل التبادلي. بدلاً من ذلك ، تزيل الأجسام المضادة الأولية المقترنة مباشرة الحاجة إلى الأجسام المضادة الثانوية.

تسميات الفلوروكروم والكروماجين

يتم اقتران الملصقات بالأجسام المضادة لتصور وجود البروتين المستهدف. يعتمد اختيار التسمية على التطبيق التجريبي.

  • تبعث ملصقات الفلورسنت الضوء في النطاق المرئي عندما يثيرها ضوء ذو طول موجي معين. هناك العديد من الخيارات المتاحة ، وكلها لها خصائص الإثارة والانبعاثات الخاصة بها.
  • الملصقات الأنزيمية بيروكسيداز الفجل (HRP) والفوسفاتاز القلوي (AP) تشكل راسبًا ملونًا عند دمجها مع الركيزة المناسبة. مفيدة لتضخيم الإشارة عندما يتبعها إنزيم أفيدين-بيوتين أو مركب فلوروكروم (يُشار إليه عادةً باسم كاشف ABC) ، أو أفيدين أو ستربتافيدين مترافقًا مع إنزيم أو فلوروكروم.
  • شاهد مزايا الأجسام المضادة الثانوية Alexa Fluor®


كيف تعمل اختبارات الأجسام المضادة؟

تكتشف اختبارات الأجسام المضادة ما إذا كان الجسم قد أنتج كميات يمكن اكتشافها من الأجسام المضادة لجزيء معين ، وبالتالي يمكن أن تكشف ما إذا كان شخص ما قد أصيب بفيروس أو بكتيريا معينة في الماضي. عادةً ما تكتشف هذه الاختبارات IgM أو IgG ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا.

على سبيل المثال ، عادةً ما تكتشف اختبارات الأجسام المضادة لـ SARS-CoV-2 إما جزءًا أو كل بروتين ارتفاع الفيروس التاجي ويمكن أن تكشف ما إذا كان شخص ما قد أصيب بـ COVID-19 في الماضي. نظرًا لأن الجسم يستغرق وقتًا لتكثيف إنتاجه للأجسام المضادة ، فعادةً ما يكون اختبار الأشخاص إيجابيين فقط بعد حوالي أسبوعين من تعرضهم لأول مرة للعامل الممرض ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا.

هناك نوعان شائعان من اختبارات الأجسام المضادة - فحوصات التدفق الجانبي واختبارات الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA). كلاهما يتضمن تثبيت مستضد على سطح ما ثم اكتشاف ما إذا كان الجسم المضاد يرتبط بهذا المستضد. عادة ، يتم تشغيل تفاعل كيميائي ، مثل التألق أو تغير اللون ، عندما يرتبط الجسم المضاد بالمستضد. تشبه فحوصات التدفق الجانبي اختبارات الحمل بالتبول على العصا بدلاً من التبول ، بالنسبة لاختبارات الأجسام المضادة ، يتم غسل الدم أو المصل على السطح المسطح ، والذي يكون عادةً من الورق. تعمل اختبارات ELISA على مبدأ مشابه ، حيث يتم إجراء الاختبارات فقط في ألواح ميكروسكوبية وتتطلب فني مختبر ، وقد لا تقرأ النتائج على الفور ، شارلوت سيف وأليغرك J & oslashrgensen ، الذي يدرس أمصال التشخيص الخاص للفيروسات والميكروبيولوجيا في معهد مصل ستاتنس في كوبنهاغن ، أخبرنا سابقًا Live Science في رسالة بريد إلكتروني.

ذكرت Live Science سابقًا أن اختبار الأجسام المضادة الجيد هو الذي ينتج عنه عدد قليل من الإيجابيات الخاطئة وعدد قليل من السلبيات الزائفة. لضمان حدوث ذلك ، يحتاج العلماء إلى "معايرة" اختبارهم ، على سبيل المثال ، من خلال التأكد من أن العينات المعروف أنها لا تحتوي على المستضد لا تنتج اختبارًا إيجابيًا بشكل خاطئ. على سبيل المثال ، مع SARs-CoV-2 ، قد يعني ذلك اختبار عينات الدم قبل بدء الوباء والتأكد من عدم ظهور أي عينات إيجابية. يحتاجون أيضًا إلى أخذ عينات تحتوي بالتأكيد على الأجسام المضادة ، والتأكد من أن اختبار الأجسام المضادة يقوم بعمل جيد في اكتشاف تلك الإيجابيات.


شاهد الفيديو: Deel 1 Het maken van polypeptideketens (أغسطس 2022).