Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
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Abstrakt

In-silico- Epitopkartierung der Glucose-6-phosphat-Isomerase: Ein Autoantigen der rheumatoiden Arthritis

Opuni KFM, Solomon S, Metzen F, Frommholz D, Koy C, Röwer C, Glocker MO, Illges H und Anderson PC

Rheumatoide Arthritis-ähnliche Symptome können experimentell bei naiven K/BxN-Mäusen durch gleichzeitige Verabreichung der beiden monoklonalen Antikörper 11H3 und 46H9 ausgelöst werden. Beide Antikörper erkennen spezifisch Glucose-6-Phosphat-Isomerase (GPI), ein bekanntes Autoantigen bei RA-Patienten. Die Aminosäuresequenzen der Fv-Teile der Antikörper wurden durch Übersetzung der entsprechenden Hybridom-DNA-Sequenzen bestimmt und dienten zur dreidimensionalen Strukturmodellierung der Paratopregionen. Durch In-silico-Docking beider Fv-Antikörperstrukturmodelle an die Röntgenstrukturen des homodimeren murinen GPI sowie des homodimeren humanen GPI wurde vorhergesagt, dass das murine Epitop der 11H3-Antikörper aus den partiellen Aminosäuresequenzen QRVRSGDWKGYTGKS (aa134-148) und AAKDPSAVAK (aa232-241) besteht, wodurch ein zusammengesetztes (konformatives) Epitop erzeugt wird. Das 11H3-Epitop auf menschlichem GPI umfasst die passenden partiellen Aminosäuresequenzen QRVRSGDWKGYTGKT (aa134-148) und AAKDPSAVAK (aa232-241). Es wurde festgestellt, dass das Epitop des 46H9-Antikörpers aus der partiellen murinen GPI-Aminosäuresequenz RKELQAAGKSPEDLEK (aa446-461) bzw. der menschlichen GPI-Aminosäuresequenz RKELQAAGKSPEDLER (aa446-461) besteht und aufeinanderfolgenden (linearen) Epitopen ähnelt. Die vorhergesagten Epitope wurden durch massenspektrometrische Epitopkartierung unter Verwendung synthetischer Epitoppeptide verifiziert. Das Peptid QRVRSGDWKGYTGKS[GSMSGS] AAKDPSAAK enthielt eine kleine Spacer-Sequenz zwischen den Epitopsequenzen, die das zusammengesetzte Epitop für den 11H3-Antikörper nachahmt. Das Peptid RKELQAAGKSPEDLEK stellte das konsekutive Epitop für den Antikörper 46H9 dar. Die ermittelten B-Zell-Epitope von GPI und ihre Wechselwirkungen mit den monoklonalen Antikörpern liefern ein detailliertes strukturelles Verständnis der immunologischen Krankheitsausbruchsmechanismen in einem Mausmodell der rheumatoiden Arthritis.