Eléments de réponses : Hypothèse : la spécificité est due à la structure / séquence des récepteurs Démarche : Etudier (visualiser) les récepteurs B

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1 Eléments de réponses : Hypothèse : la spécificité est due à la structure / séquence des récepteurs Démarche : Etudier (visualiser) les récepteurs B et T avec Rastop ; décrire les molécules (nb de chaînes, forme, ) étude comparative de la séquence des chaînes (partie variable, partie constante) retour sur Rastop : partie variable située aux extrémités du Y = site de fixation à l'ag

2 Les Récepteurs T : support de la spécificité de reconnaissance des lymphocytes T On recherche ce qui, dans la structure d'un récepteur T, explique sa capacité à se lier spécifiquement au fragment peptidique issu des protéines du pathogène. 1 - Etude de l'organisation générale d'un récepteur T Fichiers à utiliser / Actions Fichier TCR-3D.zip Fichier 1BD2b.pdb Un récepteur T est constitué de 2 chaînes polypeptidiques, la chaîne alpha et la chaîne bêta. Coloration par chaîne Logiciel Anagène Fichier tcr-seq.edi Les séquences d'acides aminés des chaînes d'un récepteur T sont différentes Comparaison simple des chaînes bêta et alpha d'un récepteur T À ce stade on arrive à un premier schéma simple d'une molécule de récepteur T, qui ne permet pas d'expliquer la spécificité 2 - Comparaison des séquences polypeptidiques de différents récepteurs T Logiciel Anagène Fichier tcr-seq.edi Comparaison des chaines alphas entre elles ; comparaison des chaînes bêtas entre elles Les chaînes polypeptidiques de différents récepteurs T possèdent une région constante (dont la séquence d'acides aminés est identique d'un récepteur T à l'autre) et une région variable (dont la séquence d'acides aminés diffère d'un récepteur T à l'autre). La région variable est constituée par les acides aminés situés en position 1 à 115 dans les chaînes alphas, et par les acides aminés situés en position 1 à 106 dans les chaînes bêtas. 3 - Etude de la position des régions variables au niveau de la structure tridimensionnelle du récepteur T Les régions variables sont situées à l'extrémité des deux chaînes alpha Fichier TCR-3D.zip et bêta Fichier TCR1BD2b.pdb Coloration sélective des acides aminés 1 à 115 des chaines alphas et 1 à 106 des chaînes bêtas Fichier TCR-3D.zip Fichiers TCR1A07.pdb, TCR1BD2.pdb Coloration sélective des acides aminés 1 à 115 des chaines alphas et 1 à 106 des chaînes bêtas d'un récepteur T lié à son peptide viral présenté Hypothèse : la spécificité des récepteurs T est due à la partie variable Conséquence vérifiable : Si cela est vrai, alors l'association du peptide viral présenté par la cellule infectée au récepteur T doit se faire au niveau de la partie variable du récepteur T 4 - Observation de complexes récepteurs T-antigènes On repère, pour chaque complexe récepteur T/ peptide viral présenté, un "contact" entre la zone variable et le peptide viral présenté: la reconnaissance spécifique se fait donc bien au niveau de la zone variable.

3 1 - Etude de l'organisation générale d'un récepteur T 2 - Comparaison des séquences polypeptidiques de différents récepteurs T

4 3 - Etude de la position des régions variables au niveau de la structure tridimensionnelle du récepteur T On effectue une coloration sélective des acides aminés 1 à 115 des chaînes alphas et des acides aminés 1 à 106 des chaînes bêtas, sur des molécules 3D de TCR. Les atomes des régions colorées sélectivement sont représentés par des sphères rouges dans le cas des chaines alphas et par des sphères bleues dans le cas des chaines bêtas. Le reste de la molécule est représenté en ruban, avec une couleur différente pour chacune des chaînes. 4 - Observation de complexes récepteurs T-antigènes

5 Les Récepteurs B : support de la spécificité de reconnaissance des lymphocytes B On recherche ce qui, dans la structure d'un récepteur B, explique sa capacité à se lier spécifiquement au fragment peptidique issu des protéines du pathogène. 1 - Etude de l'organisation générale d'un récepteur B Fichiers à utiliser / Actions - Un anticorps est constitué de 4 chaînes polypeptidiques Fichier IGG-LYS-3D.zip Fichier Iggtotal.pdb Coloration par chaîne Logiciel Anagène Fichier igg-sida-4chaines.edi Comparaison simple des 4 chaînes d'une même immunoglobuline Les séquences d'acides aminés des chaînes d'un anticorps sont deux à deux identiques : un anticorps est constitué de deux chaînes lourdes identiques (notées ici h et i) et deux chaînes légères identiques (notées ici l et m). À ce stade on arrive à un premier schéma simple d'une molécule d'anticorps, qui ne permet pas d'expliquer la spécificité 2 - Comparaison des séquences polypeptidiques de différents anticorps Logiciel Anagène Fichier igg-vih-8seq.edi Comparaison des chaines lourdes entre elles ; comparaison des chaînes légères entre elles Fichier IGG-SIDA-3D.zip 1E60.pdb, 1NLD.pdb Coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et 1 à 120 des chaînes lourdes Les chaînes polypeptidiques de différents anticorps possèdent une région constante (dont la séquence d'acides aminés est identique d'un anticorps à l'autre) et une région variable (dont la séquence d'acides aminés diffère d'un anticorps à l'autre). La région variable est constituée par les acides aminés situés en position 1 à 120 dans les chaînes lourdes, et par les acides aminés situés en position 1 à 110 dans les chaînes légères. 3 - Etude de la position des régions variables au niveau de la structure tridimensionnelle de l'anticorps Sur la molécule Iggtotal.pdb, les régions variables sont situées à l'extrémité des deux "branches du Y" de la molécule d'anticorps. Fichier IGG-LYS-3D.zip Fichiers Iggtotal.pdb Hypothèse : la spécificité des anticorps est due à la partie variable Fichier IGG-SIDA-3D.zip Fichiers 1ACY.pdb, 1EGJ.pdb, 1F58.pdb Conséquence vérifiable : si cela est vrai, alors l'association de l'antigène à l'anticorps doit se faire au niveau de la partie variable de l'anticorps. 4 - Observation de complexes antigène - anticorps (complexes immuns) Coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et 1 à 120 des chaînes lourdes d'une immunoglobuline liée à son antigène On repère, pour chaque complexe immun observé, un "contact" entre la zone variable et l'antigène : la reconnaissance spécifique se fait donc bien au niveau de la zone variable. Le contact s'établit avec une partie seulement de l'antigène : notion de déterminant antigénique. Il y a finalement deux sites identiques de reconnaissance d'un déterminant antigénique dans une molécule d'anticorps.

6 Résultats : 1 - Etude de l'organisation générale d'un anticorps circulant Comparaison simple des 4 chaînes d'une même immunoglobuline 2 - Comparaison des séquences polypeptidiques de différents anticorps Comparaison des chaines lourdes entre elles ; comparaison des chaînes légères entre elles a. Comparaison entre elles des chaînes lourdes d'anticorps différents Dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 120, la dispersion importante des astérisques souligne le peu de similitude entre les séquences. Cela correspond à la région variable des chaines lourdes : Dans la portion de séquence située au delà de la position 120, on note au contraire une densité très importante d'astérisques, soulignant ainsi la très forte ressemblance entre les séquences. Cela correspond à la région constante des chaînes lourdes :

7 b. Comparaison entre elles des chaînes légères d'anticorps différents On effectue avec le logiciel Anagène un alignement avec discontinuité des chaines légères appartenant à quatre anticorps différents : deux anticorps anti-gp120 (dirigés contre des épitopes différents), un anticorps anti-gp41 et un anticorps anti-p24. Dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 110, la dispersion importante des astérisques souligne le peu de similitude entre les séquences. Cela correspond à la région variable des chaines légères : Dans la portion de séquence située au delà de la position 110, on note au contraire une densité très importante d'astérisques, soulignant ainsi la très forte ressemblance entre les séquences. Cela correspond à la région constante des chaînes légères : 3 - Etude de la position des régions variables au niveau de la structure tridimensionnelle de l'anticorps Coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et 1 à 120 des chaînes lourdes On effectue une coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et des acides aminés 1 à 120 des chaines lourdes, sur des molécules 3D d'immunoglobulines, entières (fichier iggtotal.pdb) ou non (fichiers e6o.pdb et nld.pdb). Les atomes des régions colorées sélectivement sont représentés par des sphères rouges dans le cas des chaines lourdes et par des sphères jaunes dans le cas des chaines légères. Le reste de la molécule est représenté en squelette carboné, avec une couleur différente pour chacune des chaînes. Dans le cas de la coloration effectuée sur une molécule d'immunoglobuline "entière" (fichier iggtotal.pdb), on obtient le résultat suivant :

8 Dans le cas de la coloration effectuée sur la molécule incomplète correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la glycoprotéine virale gp41 (fichier 1NLD.pdb), on obtient le résultat suivant : Dans le cas de la coloration effectuée sur la molécule incomplète correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la protéine virale p24 (fichier E60.pdb), on obtient le résultat suivant : On s'aperçoit ainsi que, quel que soit l'anticorps étudié, les régions variables des chaines lourdes et légères sont localisées à l'extrémité de chacune des deux branches du Y. 4 - Observation de complexes antigène - anticorps (complexes immuns) Coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et 1 à 120 des chaînes lourdes d'une immunoglobuline liée à son antigène On effectue une coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et des acides aminés 1 à 120 des chaines lourdes, sur des molécules 3D d'immunoglobulines complexées à leur antigène spécifique. Les atomes des régions colorées sélectivement sont représentés par des sphères rouges dans le cas des chaines lourdes et par des sphères jaunes dans le cas des chaines légères. Le reste de la branche du Y de l'immunoglobuline est représenté en squelette carboné, avec une couleur différente pour chacune des chaînes. L'antigène est représenté sous forme de batonnets violets. Dans le cas de la coloration effectuée sur le fragment de complexe immun (fichier 1E6J.pdb) correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la protéine virale p24, associée à son antigène, on obtient le résultat suivant : Dans le cas de la coloration effectuée sur le fragment de complexe immun (fichier 1ACY.pdb) correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la glycoprotéine virale gp120 associée à son antigène, on obtient le résultat suivant : On s'aperçoit ainsi que, quel que soit le complexe immun observé, les régions variables des chaines lourdes et légères sont les régions de l'anticorps en vis-à-vis d'une région de l'antigène spécifique.