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Un'indagine del database degli allergeni rivela che gli allergeni si trovano solo nel 2% di tutte le famiglie proteiche conosciute, suggerendo che le proprietà funzionali e biofisiche comuni contribuiscono all'allergenicità1. Di queste proprietà, la capacità di legare carichi lipidici sembra essere fortemente sovrarappresentate tra gli allergeni, suggerendo che questi carichi possono influenzare il processo di sensibilizzazione1. In effetti, è stato dimostrato che l'allergene della noce del Brasile Ber e 1 richiede la co-somministrazione con il suo lipide endogeno per realizzare il suo pieno potenzialesensibilizzante 2. Questi lipidi potrebbero potenzialmente stimolare il sistema immunitariodirettamentecome illustrato dagli allergeni degli acari Der p 2 e Der p 7, entrambi condividono una forte omologia strutturale con proteine leganti LPS 3,4,5. Sulla base di questa osservazione è stato proposto che Derp 2 e Der p 7 potessero legare lipidi batterici e stimolare direttamente il sistema immunitario ospite attraverso la segnalazione mediata da TLR4, facilitando il processo di sensibilizzazione5,6. È anche possibile che i lipidi legati endogenamente possano alterare le proprietà biofisiche delle stesse proteine allergeniche. Ad esempio, la capacità di Sin a 2 (senape) e Ara h 1 (arachidi) di interagire con vescicole fosfolipidiche ha aumentato significativamente la loro resistenza alla degradazione gastrica ed endosomica7, mentre il legante al principale allergene di polline di betulla Bet v 1 ha alterato sia il tasso di lavorazione endosomica che la diversità dei peptidirisultanti 8. Ciò è particolarmente rilevante per l'allergenicità data la correlazione osservata tra stabilità, generazione di epitopi delle cellule T e allergenicità per proteine come Bet v 1 e Bla g 1; quest'ultimo sarà oggetto di questo lavoro9,10.
Bla g 1 rappresenta il membro prototipo della famiglia proteica dell'insetto Major Allergen (MA) e possiede una struttura unica composta da 12 alfa eliche anfipatiche che racchiudono una cavità idrofobica anormalmentegrande 9,11. La struttura cristallina a raggi X disponibile di Bla g 1 mostra la densità degli elettroni all'interno di questa cavità coerente con i ligandi fosfolipidici o acidi grassi legati; una congettura confermata da 31P-NMR e spettrometria di massa. Questi carichi erano di natura eterogenea e la loro composizione dipendeva fortemente dalla fonte allergenica, con diversi profili lipidici osservati per il ricombinante Bla g 1 espresso in E. coli e P. pastoris. Curiosamente, Bla g 1 purificato dalla sua fonte naturale di allergeni (frass di scarafaggio) conteneva prevalentemente acidi grassi all'interno del suo sito di legame, con una miscela di palmitato, oleato e stearato identificati come suoi ligandi "naturali"9,11. La capacità di Bla g 1 di trattenere lipidi e acidi grassi a seguito di molteplici fasi di purificazione ostacola gli sforzi per studiare la proteina in isolamento. Al contrario, è stato suggerito che i ligandi naturali palmitati, stearati e oleati di Bla g 1 (d'ora in poi denominati nMix) svolgano un ruolo chiave sia nella sua allergenicità che nella funzione biologica nativa9. Tuttavia, questi ligandi non sono presenti nel Bla g 1 ottenuto da fonti ricombinanti, rendendo difficile valutare questa ipotesi. Problemi simili sono stati osservati per altri allergeni leganti lipidici come Bet v 112,13. Per facilitare lo studio sistematico delle interazioni lipidico-allergene abbiamo sviluppato un protocollo attraverso il quale gli allergeni possono essere quantitativamente spogliati dei loro lipidi legati endogenamente e ricostituiti in forma Apo o caricati con ligandi specifici.
Gli allergeni sono più comunemente purificati dalle loro fonti naturali o ricombinanti usando cromatografia di affinità e/o cromatografia ad esclusione di dimensioni. Qui, introduciamo un ulteriore passaggio di purificazione sotto forma di cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) impiegando una colonna C18 in fase inversa da cui l'allergene viene eluito in un solvente organico simile ai protocolli sviluppati per le proteine leganti gli acidigrassi 14. La proteina risultante viene quindi sottoposta a una fase di ricottura termica in assenza o presenza di acidi grassi e/o fosfolipidi. Oltre a recuperare la piega nativa Bla g 1, le temperature elevate aumentano la solubilità e l'accessibilità dei carichi lipidici, producendo Bla g 1 in forma di Apo o caricati uniformemente con il ligando idrofobico desiderato. 31 di cui: La commissione per la Gli spettri P-NMR di Bla g 1 purificati in questo modo hanno confermato la completa rimozione dei ligandi legati endogenamente e la sostituzione uniforme con i composti desiderati, mentre il dicroismo circolare ha confermato il successo del recupero della piega Bla g 1. L'utilità di questo metodo è evidenziata in un recente lavoro in cui è stato trovato il legame del carico per migliorare la termostabilità e la resistenza proteolitica bla g 1, alterando la cinetica della generazione di epitopi delle cellule T con potenziali implicazioni per la sensibilizzazione e l'allergenicità9.