Quantitative prediction of mouse class I MHC peptide binding affinity using support vector machine regression (SVR) models

Background - The binding between peptide epitopes and major histocompatibility complex proteins (MHCs) is an important event in the cellular immune response. Accurate prediction of the binding between short peptides and the MHC molecules has long been a principal challenge for immunoinformatics. Recently, the modeling of MHC-peptide binding has come to emphasize quantitative predictions: instead of categorizing peptides as "binders" or "non-binders" or as "strong binders" and "weak binders", recent methods seek to make predictions about precise binding affinities. Results - We developed a quantitative support vector machine regression (SVR) approach, called SVRMHC, to model peptide-MHC binding affinities. As a non-linear method, SVRMHC was able to generate models that out-performed existing linear models, such as the "additive method". By adopting a new "11-factor encoding" scheme, SVRMHC takes into account similarities in the physicochemical properties of the amino acids constituting the input peptides. When applied to MHC-peptide binding data for three mouse class I MHC alleles, the SVRMHC models produced more accurate predictions than those produced previously. Furthermore, comparisons based on Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis indicated that SVRMHC was able to out-perform several prominent methods in identifying strongly binding peptides. Conclusion - As a method with demonstrated performance in the quantitative modeling of MHC-peptide binding and in identifying strong binders, SVRMHC is a promising immunoinformatics tool with not inconsiderable future potential.

New horizons in mouse immunoinformatics:reliable in silico prediction of mouse class I histocompatibility major complex peptide binding affinity

Quantitative structure–activity relationship (QSAR) analysis is a main cornerstone of modern informatic disciplines. Predictive computational models, based on QSAR technology, of peptide-major histocompatibility complex (MHC) binding affinity have now become a vital component of modern day computational immunovaccinology. Historically, such approaches have been built around semi-qualitative, classification methods, but these are now giving way to quantitative regression methods. The additive method, an established immunoinformatics technique for the quantitative prediction of peptide–protein affinity, was used here to identify the sequence dependence of peptide binding specificity for three mouse class I MHC alleles: H2–Db, H2–Kb and H2–Kk. As we show, in terms of reliability the resulting models represent a significant advance on existing methods. They can be used for the accurate prediction of T-cell epitopes and are freely available online (http://www.jenner.ac.uk/MHCPred).

Does a mandibular RDP and new maxillary CD improve masticatory efficiency and quality of life in patients with a mandibular Kennedy class I arch?

Objectives To evaluate the change in masticatory efficiency and quality of life of patients treated with mandibular Kennedy class I removable partial dentures (RPDs) and maxillary complete dentures at the Department of Dentistry of the Federal University of Rio Grande do Norte. Materials and methods A total of 33 Kennedy class I patients were rehabilitated with maxillary complete dentures, and mandibular RPDs were selected for this non-randomized prospective intervention study. The patients had a mean age of 59.1 years. Masticatory efficiency was evaluated by colorimetric assay using fuchsin capsules. The measurements were conducted at baseline and 2 and 6 months after prosthesis insertion. Quality of life was evaluated using the Oral Health Impact Profile (OHIP-14) at baseline and 6 months after denture insertion. The Kolmogorov-Smirnov normality test was applied. Masticatory efficiency was evaluated by repeated measures ANOVA. Oral health-related quality of life was compared using the paired t test. Results There was no statistically significant difference in masticatory efficiency after denture insertion (p = 0.101). Significant differences were found (p = 0.010) for oral health-related quality of life. A significant improvement in psychological discomfort (p < 0.01) and psychological disability (p < 0.01) was observed. Mean difference value (95 % confidence interval) was 6.8 (3.8 to 9.7) points, reflecting a low impact of oral health on quality of life, considering the 0–56 range of variation of the OHIP-14 and a Cohen’s d of 1.13. Conclusion According to the results of the present study, rehabilitation with Kennedy class I RPDs and complete dentures did not influence masticatory efficiency but improved oral health-related quality of life. Clinical relevance The association between the patient’s quality of life and the masticatory efficiency is important for treatment predictability.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

Structure of 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase from Pseudomonas putida

2-Keto-3-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase from Pseudomonas putida is a key enzyme in the Entner-Doudoroff pathway which catalyses the cleavage of KDPG via a class I Schiff-base mechanism. The crystal structure of this enzyme has been refined to a crystallographic residual R = 17.1% (R-free = 21.4%). The N-terminal helix caps one side of the torus of the (betaalpha)(8)-barrel and the active site is located on the opposite, carboxylic side of the barrel. The Schiff-base-forming Lys145 is coordinated by a sulfate (or phosphate) ion and two solvent water molecules. The interactions that stabilize the trimer are predominantly hydrophobic, with the exception of the cyclically permuted bonds formed between Glu132 OE1 of one molecule and Thr129 OG1 of a symmetry-equivalent molecule. Except for the N-terminal helix, the structure of KDPG aldolase from P. putida closely resembles the structure of the homologous enzyme from Escherichia coli.

Pea formaldehyde-active class III alcohol dehydrogenase: common derivation of the plant and animal forms but not of the corresponding ethanol-active forms (classes I and P).

A plant class III alcohol dehydrogenase (or glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase) has been characterized. The enzyme is a typical class III member with enzymatic parameters and substrate specificity closely related to those of already established animal forms. Km values with the pea enzyme are 6.5 microM for NAD+, 2 microM for S-hydroxymethylglutathione, and 840 microM for octanol versus 9, 4, and 1200 microM, respectively, with the human enzyme. Structurally, the pea/human class III enzymes are closely related, exhibiting a residue identity of 69% and with only 3 of 23 residues differing among those often considered in substrate and coenzyme binding. In contrast, the corresponding ethanol-active enzymes, the long-known human liver and pea alcohol dehydrogenases, differ more (47% residue identities) and are also in functionally important active site segments, with 12 of the 23 positions exchanged, including no less than 7 at the usually much conserved coenzyme-binding segment. These differences affect functionally important residues that are often class-distinguishing, such as those at positions 48, 51, and 115, where the plant ethanol-active forms resemble class III (Thr, Tyr, and Arg, respectively) rather than the animal ethanol-active class I forms (typically Ser, His, and Asp, respectively). Calculations of phylogenetic trees support the conclusions from functional residues in subgrouping plant ethanol-active dehydrogenases and the animal ethanol-active enzymes (class I) as separate descendants from the class III line. It appears that the classical plant alcohol dehydrogenases (now called class P) have a duplicatory origin separate from that of the animal class I enzymes and therefore a paralogous relationship with functional convergence of their alcohol substrate specificity. Combined, the results establish the conserved nature of class III also in plants, and contribute to the molecular and functional understanding of alcohol dehydrogenases by defining two branches of plant enzymes into the system.

Cervical headgear in Class II division 1 correction in children : Academic Dissertation

Class II division 1 malocclusion occurs in 3.5 to 13 percent of 7 12 year-old children. It is the most common reason for orthodontic treatment in Finland. Correction is most commonly performed using headgear treatment. The aim of this study was to investigate the effects of cervical headgear treatment on dentition, facial skeletal and soft tissue growth, and upper airway structure, in children. 65 schoolchildren, 36 boys and 29 girls were studied. At the onset of treatment a mean age was 9.3 (range 6.6 12.4) years. All the children were consequently referred to an orthodontist because of Class II division 1 malocclusion. The included children had protrusive maxilla and an overjet of more than 2mm (3 to 11 mm). The children were treated with a Kloehn-type cervical headgear as the only appliance until Class I first molar relationships were achieved. The essential features of the headgear were cervical strong pulling forces, a long upward bent outer bow, and an expanded inner bow. Dental casts and lateral and posteroanterior cephalograms were taken before and after the treatment. The results were compared to a historical, cross-sectional Finnish cohort or to historical, age- and sex-matched normal Class I controls. The Class I first molar relationships were achieved in all the treated children. The mean treatment time was 1.7 (range 0.3-3.1) years. Phase 2 treatments were needed in 52% of the children, most often because of excess overjet or overbite. The treatment decreased maxillary protrusion by inhibiting alveolar forward growth, while the rest of the maxilla and mandible followed normal growth. The palate rotated anteriorly downward. The expansion of the inner bow of the headgear induced widening of the maxilla, nasal cavity, and the upper and lower dental arches. Class II malocclusion was associated with narrower oro- and hypopharyngeal space than in the Class I normal controls. The treatment increased the retropalatal airway space, while the rest of the airway remained unaffected. The facial profile improved esthetically, while the facial convexity decreased. Facial soft tissues masked the facial skeletal convexity, and the soft tissue changes were smaller than skeletal changes. In conclusion, the headgear treatment with the expanded inner bow may be used as an easy and simple method for Class II correction in growing children.

Analysis of the peripheral T-cell compartment in the MHC class II deficiency syndrome.

To analyse the impact of lack of MHC class II expression on the composition of the peripheral T-cell compartment in man, the expression characteristics of several membrane antigens were examined on peripheral blood lymphocytes (PBL) and cultured T cells derived from an MHC-class-II-deficient patient. No MHC class II expression could be detected on either PBL or activated T cells. Moreover, the expression of MHC class I was reduced both on PBL and in vitro activated T cells compared to the healthy control. However, the reduced expression of CD26 observed on the PBL of the patient was restored after in vitro expansion. Despite the presumably class-II-deficient thymic environment, a distinct but reduced single CD4+ T-cell population was observed in the PBL of the patient. After in vitro expansion, the percentage of CD4+ cells dropped even further, most likely due to a proliferative disadvantage, compared to the single CD8+ T-cell population. However, proliferation analysis showed that T-cell activation via the TcR/CD3 pathway is not affected by the MHC class II deficiency.

TCR V alpha- and V beta-gene segment use in T-cell subcultures derived from a type-III bare lymphocyte syndrome patient deficient in MHC class-II expression.

Previously, we and others have shown that MHC class-II deficient humans have greatly reduced numbers of CD4+CD8- peripheral T cells. These type-III Bare Lymphocyte Syndrome patients lack MHC class-II and have an impaired MHC class-I antigen expression. In this study, we analyzed the impact of the MHC class-II deficient environment on the TCR V-gene segment usage in this reduced CD4+CD8- T-cell subset. For these studies, we employed TcR V-region-specific monoclonal antibodies (mAbs) and a semiquantitative PCR technique with V alpha and V beta amplimers, specific for each of the most known V alpha- and V beta-gene region families. The results of our studies demonstrate that some of the V alpha-gene segments are used less frequent in the CD4+CD8- T-cell subset of the patient, whereas the majority of the TCR V alpha- and V beta-gene segments investigated were used with similar frequencies in both subsets in the type-III Bare Lymphocyte Syndrome patient compared to healthy control family members. Interestingly, the frequency of TcR V alpha 12 transcripts was greatly diminished in the patient, both in the CD4+CD8- as well as in the CD4-CD8+ compartment, whereas this gene segment could easily be detected in the healthy family controls. On the basis of the results obtained in this study, it is concluded that within the reduced CD4+CD8- T-cell subset of this patient, most of the TCR V-gene segments tested for are employed. However, a skewing in the usage frequency of some of the V alpha-gene segments toward the CD4-CD8+ T-cell subset was noticeable in the MHC class-II deficient patient that differed from those observed in the healthy family controls.

Are poker players all the same? : latent class analysis

Poker is the gambling game that is currently gaining the most in popularity. However, there is little information on poker players' characteristics and risk factors. Furthermore, the first studies described poker players, often recruited in universities, as an homogeneous group who played in only one of the modes (land based or on the Internet). This study aims to identify, through latent class analyses, poker player subgroups. A convenience sample of 258 adult poker players was recruited across Quebec during special events or through advertising in various media. Participants filled out a series of questionnaires (Canadian Problem Gambling Index, Beck Depression, Beck Anxiety, erroneous belief and alcohol/drug consumption). The latent class analysis suggests that there are three classes of poker players. Class I (recreational poker players) includes those who have the lowest probability of engaging intensively in different game modes. Participants in class II (Internet poker players) all play poker on the Internet. This class includes the highest proportion of players who consider themselves experts or professionals. They make a living in part or in whole from poker. Class III (multiform players) includes participants with the broadest variety of poker patterns. This group is complex: these players are positioned halfway between professional and recreational players. Results indicate that poker players are not an homogeneous group identified simply on the basis of the form of poker played. The specific characteristics associated with each subgroup points to vulnerabilities that could potentially be targeted for preventive interventions.

Melanosomal targeting sequences from gp100 are essential for MHC class II-restricted endogenous epitope presentation and mobilization to endosomal compartments

CD4+ T lymphocytes play an important role in CD8+ T cell-mediated responses against tumors. Considering that about 20% of melanomas express major histocompatibility complex (MHC) class II, it is plausible that concomitant antigenic presentation by MHC class I and class II complexes shapes positive (helper T cells) or negative (regulatory T cells) anti-tumor responses. Interestingly, gp100, a melanoma antigen, can be presented by both MHC class I and class II when expressed endogenously, suggesting that it can reach endosomal/MHC class II compartments (MIIC). Here, we demonstrated that the gp100 putative amino-terminal signal sequence and the last 70 residues in carboxy-terminus, are essential for MIIC localization and MHC class II presentation. Confocal microscopy analyses confirmed that gp100 was localized in LAMP-1+ endosomal/MIIC. Gp100-targeting sequences were characterized by deleting different sections in the carboxy-terminus (residues 590 to 661). Transfection in 293T cells, expressing MHC class I and class II molecules, revealed that specific deletions in carboxy-terminus resulted in decreased MHC class II presentation, without effects on MHC class I presentation, suggesting a role in MIIC trafficking for these deleted sections. Then, we used these gp100-targeting sequences to mobilize the green fluorescent protein (GFP) to endosomal compartments, and to allow MHC class II and class I presentation of minimal endogenous epitopes. Thus, we concluded that these specific sequences are MIIC targeting motifs. Consequently, these sequences could be included in expression cassettes for endogenously expressed tumor or viral antigens to promote MHC class II and class I presentation and optimize in vivo T cell responses, or as an in vitro tool for characterization of new MHC class II epitopes.

Étude des voies d’apprêtement des antigènes viraux menant à la présentation antigénique par les CMH de classe I

Le contrôle immunitaire des infections virales est effectué, en grande partie, par les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques. Pour y parvenir, les lymphocytes T CD8+ doivent être en mesure de reconnaître les cellules infectées et de les éliminer. Cette reconnaissance des cellules infectées s’effectue par l’interaction du récepteur T (TCR) des lymphocytes T CD8+ et des peptides viraux associés au complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe I à la surface des cellules hôtes. Cette interaction constitue l’élément déclencheur permettant l’élimination de la cellule infectée. On comprend donc toute l’importance des mécanismes cellulaires menant à la génération des peptides antigéniques à partir des protéines virales produites au cours d’une infection. La vision traditionnelle de cet apprêtement protéique menant à la présentation d’antigènes par les molécules du CMH propose deux voies cataboliques distinctes. En effet, il est largement admis que les antigènes endogènes sont apprêtés par la voie dite ‘‘classique’’ de présentation antigénique par les CMH de classe I. Cette voie implique la dégradation des antigènes intracellulaires par le protéasome dans le cytoplasme, le transport des peptides résultant de cette dégradation à l’intérieur du réticulum endoplasmique, leur chargement sur les molécules du CMH de classe I et finalement le transport des complexes peptide-CMH à la surface de la cellule où ils pourront activer les lymphocytes T CD8+. Dans la seconde voie impliquant des antigènes exogènes, le dogme veut que ceux-ci soient apprêtés par les protéases du compartiment endovacuolaire. Les peptides ainsi générés sont directement chargés sur les molécules de CMH de classe II à l’intérieur de ce compartiment. Par la suite, des mécanismes de recyclage vésiculaire assurent le transport des complexes peptide-CMH de classe II à la surface de la cellule afin de stimuler les lymphocytes T CD4+. Cependant, cette stricte ségrégation des voies d’apprêtement antigénique a été durement éprouvée par la capacité des cellules présentatrices d’antigènes à effectuer l’apprêtement d’antigènes exogènes et permettre leur présentation sur des molécules de CMH de classe I. De plus, l’identification récente de peptides d’origine intracellulaire associés à des molécules de CMH de classe II a clairement indiqué la présence d’interactions entre les deux voies d’apprêtement antigénique permettant de transgresser le dogme préalablement établi. L’objectif du travail présenté ici était de caractériser les voies d’apprêtement antigénique menant à la présentation d’antigènes viraux par les molécules du CMH de classe I lors d’une infection par le virus de l’Herpès simplex de type I (HSV-1). Dans les résultats rapportés ici, nous décrivons une nouvelle voie d’apprêtement antigénique résultant de la formation d’autophagosomes dans les cellules infectées. Cette nouvelle voie permet le transfert d’antigènes viraux vers un compartiment vacuolaire dégradatif dans la phase tardive de l’infection par le virus HSV-1. Cette mise en branle d’une seconde voie d’apprêtement antigénique permet d’augmenter le niveau de présentation de la glycoprotéine B (gB) virale utilisée comme modèle dans cette étude. De plus, nos résultats décrivent la formation d’une nouvelle forme d’autophagosomes dérivés de l’enveloppe nucléaire en réponse à l’infection par le virus HSV-1. Ces nouveaux autophagosomes permettent le transfert d’antigènes viraux vers un compartiment vacuolaire lytique, action également assurée par les autophagosomes dits classiques. Dans la deuxième partie du travail présenté ici, nous utilisons l’infection par le virus HSV-1 et la production de la gB qui en résulte pour étudier le trafic membranaire permettant le transfert de la gB vers un compartiment vacuolaire dégradatif. Nos résultats mettent en valeur l’importance du réticulum endoplasmique, et des compartiments autophagiques qui en dérivent, dans ces mécanismes de transfert antigénique permettant d’amplifier la présentation antigénique de la protéine virale gB sur des CMH de classe I via une voie vacuolaire. L’ensemble de nos résultats démontrent également une étroite collaboration entre la voie classique de présentation antigénique par les CMH de classe I et la voie vacuolaire soulignant, encore une fois, la présence d’interaction entre les deux voies.

Étude structure-fonction des fructose-1,6-bisphosphate aldolases métallo-dépendantes : mécanisme catalytique et développement d’antimicrobiens

Les fructose-1,6-bisphosphate aldolases (FBPA) sont des enzymes glycolytiques (EC 4.1.2.13) qui catalysent la transformation réversible du fructose-1,6-bisphosphate (FBP) en deux trioses-phosphates, le glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P) et le dihydroxyacétone phosphate (DHAP). Il existe deux classes de FBPA qui diffèrent au niveau de leur mécanisme catalytique. Les classes I passent par la formation d’un intermédiaire covalent de type iminium alors que les classes II, métallodépendantes, utilisent généralement un zinc catalytique. Contrairement au mécanisme des classes I qui a été très étudié, de nombreuses interrogations subsistent au sujet de celui des classes II. Nous avons donc entrepris une analyse détaillée de leur mécanisme réactionnel en nous basant principalement sur la résolution de structures cristallographiques. De nombreux complexes à haute résolution furent obtenus et ont permis de détailler le rôle de plusieurs résidus du site actif de l’enzyme. Nous avons ainsi corrigé l’identification du résidu responsable de l’abstraction du proton de l’O4 du FBP, une étape cruciale du mécanisme. Ce rôle, faussement attribué à l’Asp82 (chez Helicobacter pylori), est en fait rempli par l’His180, un des résidus coordonant le zinc. L’Asp82 n’en demeure pas moins essentiel car il oriente, active et stabilise les substrats. Enfin, notre étude met en évidence le caractère dynamique de notre enzyme dont la catalyse nécessite la relocalisation du zinc et de nombreux résidus. La dynamique de la protéine ne permet pas d’étudier tous les aspects du mécanisme uniquement par l’approche cristallographique. En particulier, le résidu effectuant le transfert stéréospécifique du proton pro(S) sur le carbone 3 (C3) du DHAP est situé sur une boucle qui n’est visible dans aucune de nos structures. Nous avons donc développé un protocole de dynamique moléculaire afin d’étudier sa dynamique. Validé par l’étude d’inhibiteurs de la classe I, l’application de notre protocole aux FBPA de classe II a confirmé l’identification du résidu responsable de cette abstraction chez Escherichia coli (Glu182) mais pointe vers un résidu diffèrent chez H. pylori (Glu149 au lieu de Glu142). Nos validations expérimentales confirment ces observations et seront consolidées dans le futur. Les FBPA de classe II sont absentes du protéome humain mais sont retrouvées chez de nombreux pathogènes, pouvant même s'y révéler essentielles. Elles apparaissent donc comme étant une cible idéale pour le développement de nouveaux agents anti-microbiens. L’obtention de nouveaux analogues des substrats pour ces enzymes a donc un double intérêt, obtenir de nouveaux outils d’étude du mécanisme mais aussi développer des molécules à visée pharmacologique. En collaboration avec un groupe de chimistes, nous avons optimisé le seul inhibiteur connu des FBPA de classe II. Les composés obtenus, à la fois plus spécifiques et plus puissants, permettent d’envisager une utilisation pharmacologique. En somme, c’est par l’utilisation de techniques complémentaires que de nouveaux détails moléculaires de la catalyse des FBPA de classe II ont pu être étudiés. Ces techniques permettront d’approfondir la compréhension fine du mécanisme catalytique de l’enzyme et offrent aussi de nouvelles perspectives thérapeutiques.

Identification des peptides du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I par spectrométrie de masse

L’immunité adaptive et la discrimination entre le soi et le non-soi chez les vertébrés à mâchoire reposent sur la présentation de peptides par les récepteurs d’histocompatibilité majeur de classe I. Les peptides antigéniques, présentés par les molécules du complexe d’histocompatibilité (CMH), sont scrutés par les lymphocytes T CD8 pour une réponse immunitaire appropriée. Le répertoire des peptides du CMH de classe I, aussi appelé immunopeptidome, est généré par la dégradation protéosomale des protéines endogènes, et a un rôle essentiel dans la régulation de l’immunité cellulaire. La composition de l’immunopeptidome dépend du type de cellule et peut présenter des caractéristiques liées à des maladies comme le cancer. Les peptides antigéniques peuvent être utilisés à des fins immunothérapeutiques notamment dans le traitement voire la prévention de certains cancers. La spectrométrie de masse est un outil de choix pour l’identification, le séquençage et la caractérisation de ces peptides. Cependant, la composition en acides aminés, la faible abondance et la diversité de ces peptides compliquent leur détection et leur séquençage. Nous avons développé un programme appelé StatPeaks qui permet de calculer un certains nombres de statistiques relatives à la fragmentation des peptides. À l’aide de ce programme, nous montrons sans équivoque que les peptides du CMH classe I, en mode de fragmentation par dissociation induite par collision (CID), fragmentent très différemment des peptides trypsiques communément utilisés en protéomique. Néanmoins, la fragmentation par décomposition induite par collision à plus haute énergie (HCD) proposée par le spectromètre LTQ-Orbitrap Velos améliore la fragmentation et fournit une haute résolution qui permet d’obtenir une meilleure confiance dans l’identification des peptides du CMH de classe I. Cet avantage permet d’effectuer le séquençage de novo pour identifier les variants polymorphes qui ne sont normalement pas identifiés par les recherches utilisant des bases de données. La comparaison des programmes de séquençage Lutefisk, pepNovo, pNovo, Vonode et Peaks met en évidence que le dernier permet d’identifier un plus grand nombre de peptides du CMH de classe I. Ce programme est intégré dans une chaîne de traitement de recherche d’antigènes mineurs d’histocompatibilité. Enfin, une base de données contenant les informations spectrales de plusieurs centaines de peptides du CMH de classe I accessible par Internet a été développée.