This paper describes an attempt to analyze, with the aid of bioinformatics resources (programs and databases), the probable cause of the cross-interaction of antibodies against HPV16 L1 with antigenic protein HPV6 L1, which has been revealed in the investigation of the candidate vaccine obtained on the base of a plant expression system (tomato plants). In our opinion, the most likely reason for the cross-interaction of antibodies with antigens of different pathogenic HPV types is the similarity of their antigenic determinants. In this work, the amino acid sequences of HPV16 L1 and HPV6 L1 used for the development of a binary vaccine against cervical cancer and anogenital papillomatosis have been analyzed. For the analysis of antigenic determinants, the programs BepiPred-2.0: Sequential B-Cell Epitope Predictor, DiscoTope 2.0 Server and SYFPEITHI have been used. As a result of the analysis of probable B-cell linear determinants (epitopes), it has been found that in both types of HPV the proteins have approximately the same location and size of linear antigenic determinants; the difference is observed only in the form of small shifts in the size of several amino acid residues. However, there are some differences in the amino acid composition of epitopes; therefore, the possibility for cross-interaction of the antibodies with the antigens due to the similarity of linear antigenic determinants for B-cells is very small. The analysis of potential threedimensional epitopes for B-cells has shown that due to little difference between them the HPV16 L1 and HPV6 L1 proteins have no prerequisites for cross-interaction of the antibodies with the antigens belonging to the two different pathogenic HPV types. The analysis of probable linear epitopes for T-cells has revealed a common antigenic determinant in the two protein sequences. According to the rank made with the SYFPEITHI program, the amino acid sequence AQL(I)FNKPYWL is the second most likely antigenic determinant for T-cells. Meanwhile, the amino acid sequences of this determinant in HPV16 L1 and HPV6 L1 are virtually identical. There is a difference in only one position, but it is not critical due to the similarity of the physicochemical properties of amino acids, for which there is a replacement in the amino acid sequence of antigenic determinants. Consequently, some moderate cross-interaction of the antibodies to HPV16 L1 with the antigens of HPV6 L1 may be expected.
C помощью биоинформационных ресурсов (программ и баз данных) предпринята попытка проанализировать вероятную причину перекрестного взаимодействия антител против ВПЧ16 L1 с антигенными белками ВПЧ6 L1, которое было выявлено при изучении кандидатной вакцины, полученной на основе растительной экспрессионной системы (растений томата). По нашему мнению, наиболее вероятной причиной перекрестного взаимодействия антител с антигенами, принадлежащими к разным патогенным типам вируса папилломы человека (ВПЧ), является сходство антигенных детерминант. В ходе исследования были проанализированы аминокислотные последовательности ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1, которые использовались при разработке бинарной вакцины против цервикального рака и аногенитальных папилломатозов. Для анализа антигенных детерминант использовались программы BepiPred-2.0: Sequential B-Cell Epitope Predictor, DiscoTope 2.0 Server, SYFPEITHI. В результате исследования вероятных линейных детерминант для В-клеток установили, что у обоих типов ВПЧ белки имеют примерно одинаковое расположение и размер линейных антигенных детерминант, отличие наблюдается только в виде небольших сдвигов в несколько аминокислотных остатков. Однако выявлено некоторое различие в аминокислотном составе эпитопов, поэтому потенциал перекрестного взаимодействия антител с антигенами за счет сходства линейных антигенных детерминант для В-клеток незначителен. Анализ потенциальных трехмерных эпитопов для В-клеток показал, что по сумме различий белки ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1 не имеют предпосылок для перекрестного взаимодействия антител с антигенами, принадлежащими к двум разным патогенным типам ВПЧ. Анализ вероятных линейных эпитопов для Т-клеток обнаружил у двух белковых последовательностей общую антигенную детерминанту. Согласно рейтингу, составленному программой SYFPEITHI, аминокислотная последовательность AQL(I)FNKPYWL представляет собой вторую, по вероятности, антигенную детерминанту для Т-клеток. При этом аминокислотная последовательность данной детерминанты у ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1 практически идентична. Отличие имеется лишь по одной позиции, но оно не является критичным в силу сходства физико-химических свойств аминокислот, по которым наблюдается замена в аминокислотной последовательности антигенных детерминант. Исходя из этого можно ожидать умеренно выраженное перекрестное взаимодействие антител к ВПЧ16 L1 с антигенами ВПЧ6 L1.
Keywords: HPV16 L1; HPV6 L1; bioinformatics analysis; human papillomavirus.
Copyright © AUTHORS.