Published July 15, 2017
| Version v1
Publication
Open
Structural Definition of Duck Major Histocompatibility Complex Class I Molecules That Might Explain Efficient Cytotoxic T Lymphocyte Immunity to Influenza A Virus
Creators
- 1. China Agricultural University
- 2. Institute of Apiculture Research
- 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
ABSTRACT A single dominantly expressed allele of major histocompatibility complex class I (MHC I) may be responsible for the duck's high tolerance to highly pathogenic influenza A virus (HP-IAV) compared to the chicken's lower tolerance. In this study, the crystal structures of duck MHC I ( Anpl -UAA*01) and duck β2-microglobulin (β2m) with two peptides from the H5N1 strains were determined. Two remarkable features were found to distinguish the Anpl -UAA*01 complex from other known MHC I structures. A disulfide bond formed by Cys 95 and Cys 112 and connecting the β5 and β6 sheets at the bottom of peptide binding groove (PBG) in Anpl -UAA*01 complex, which can enhance IAV peptide binding, was identified. Moreover, the interface area between duck MHC I and β2m was found to be larger than in other species. In addition, the two IAV peptides that display distinctive conformations in the PBG, B, and F pockets act as the primary anchor sites. Thirty-one IAV peptides were used to verify the peptide binding motif of Anpl -UAA*01, and the results confirmed that the peptide binding motif is similar to that of HLA-A*0201. Based on this motif, approximately 600 peptides from the IAV strains were partially verified as the candidate epitope peptides for Anpl -UAA*01, which is a far greater number than those for chicken BF2*2101 and BF2*0401 molecules. Extensive IAV peptide binding should allow for ducks with this Anpl -UAA*01 haplotype to resist IAV infection. IMPORTANCE Ducks are natural reservoirs of influenza A virus (IAV) and are more resistant to the IAV than chickens. Both ducks and chickens express only one dominant MHC I locus providing resistance to the virus. To investigate how MHC I provides IAV resistance, crystal structures of the dominantly expressed duck MHC class I (p Anpl -UAA*01) with two IAV peptides were determined. A disulfide bond was identified in the peptide binding groove that can facilitate Anpl -UAA*01 binding to IAV peptides. Anpl -UAA*01 has a much wider recognition spectrum of IAV epitope peptides than do chickens. The IAV peptides bound by Anpl -UAA*01 display distinctive conformations that can help induce an extensive cytotoxic T lymphocyte (CTL) response. In addition, the interface area between the duck MHC I and β2m is larger than in other species. These results indicate that HP-IAV resistance in ducks is due to extensive CTL responses induced by MHC I.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة قد يكون الأليل المعبر عنه بشكل سائد لمركب التوافق النسيجي الرئيسي من الفئة الأولى (MHC I) مسؤولاً عن التحمل العالي للبط لفيروس الأنفلونزا A شديد الإمراض (HP - IAV) مقارنة بتحمل الدجاج الأقل. في هذه الدراسة، تم تحديد الهياكل البلورية لـ DUCK MHC I (ANPL - UAA *01) و DUCK β 2 - microglobulin (β 2m) مع اثنين من الببتيدات من سلالات H5N1. تم العثور على سمتين رائعتين لتمييز مجمع ANPL -UAA *01 عن هياكل MHC I المعروفة الأخرى. تم تحديد رابطة ثاني كبريتيد تم تشكيلها بواسطة CYS 95 و CYS 112 وربط صفائح β 5 و β 6 في قاع أخدود ربط الببتيد (PBG) في مجمع ANPL - UAA *01، والتي يمكن أن تعزز ربط الببتيد IAV. علاوة على ذلك، وجد أن منطقة الواجهة بين البط MHC I و β 2m أكبر من الأنواع الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يعمل الببتيدان اللذان يعرضان توافقات مميزة في جيوب PBG و B و F كمواقع تثبيت أساسية. تم استخدام واحد وثلاثين ببتيد IAV للتحقق من عزر ربط الببتيد لـ ANPL - UAA *01، وأكدت النتائج أن عزر ربط الببتيد مشابه لعزر HLA - A*0201. بناءً على هذه الفكرة، تم التحقق جزئيًا من ما يقرب من 600 ببتيد من سلالات IAV باعتبارها الببتيدات الحاتمة المرشحة لـ ANPL - UAA *01، وهو رقم أكبر بكثير من تلك الخاصة بجزيئات الدجاج BF2 *2101 و BF2 *0401. يجب أن يسمح ربط الببتيد المكثف بالفيروسات القلبية الداخلية للبط باستخدام هذا النمط الفرداني ANPL - UAA *01 لمقاومة عدوى الفيروس القلبية الداخلية. أهمية البط هي مستودعات طبيعية لفيروس الأنفلونزا A (IAV) وهي أكثر مقاومة للفيروس من الدجاج. يعبر كل من البط والدجاج عن موضع MHC I مهيمن واحد فقط يوفر مقاومة للفيروس. للتحقيق في كيفية توفير MHC I لمقاومة المركبات تحت الحمراء، تم تحديد الهياكل البلورية للبط MHC المعبر عنه بشكل مهيمن من الفئة I (ص ANPL - UAA *01) مع اثنين من الببتيدات للمركبات تحت الحمراء. تم تحديد رابطة ثاني كبريتيد في أخدود ربط الببتيد الذي يمكن أن يسهل ربط ANPL - UAA *01 بببتيدات IAV. يحتوي ANPL - UAA *01 على طيف إدراك أوسع بكثير من ببتيدات حاتمة IAV مقارنة بالدجاج. تعرض ببتيدات IAV المرتبطة بـ ANPL - UAA*01 تطابقات مميزة يمكن أن تساعد في تحفيز استجابة واسعة النطاق للخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا (CTL). بالإضافة إلى ذلك، فإن مساحة الواجهة بين البط MHC I و β 2m أكبر مما هي عليه في الأنواع الأخرى. تشير هذه النتائج إلى أن مقاومة HP - IAV في البط ترجع إلى استجابات CTL الواسعة التي يسببها MHC I.Translated Description (French)
RÉSUMÉ Un seul allèle exprimé de manière dominante du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CMH I) peut être responsable de la tolérance élevée du canard au virus hautement pathogène de la grippe A (HP-IAV) par rapport à la tolérance plus faible du poulet. Dans cette étude, les structures cristallines du CMH I de canard (Anpl -UAA *01) et de la β2-microglobuline de canard (β2m) avec deux peptides des souches H5N1 ont été déterminées. Deux caractéristiques remarquables ont été trouvées pour distinguer le complexe Anpl-UAA *01 des autres structures connues du CMH I. Une liaison disulfure formée par Cys 95 et Cys 112 et reliant les feuilles β5 et β6 au fond du sillon de liaison aux peptides (PBG) dans le complexe Anpl -UAA*01, qui peut améliorer la liaison aux peptides IAV, a été identifiée. De plus, la surface d'interface entre le CMH I et le β2m du canard s'est avérée plus grande que chez d'autres espèces. De plus, les deux peptides IAV qui présentent des conformations distinctives dans les poches PBG, B et F agissent comme les principaux sites d'ancrage. Trente et un peptides IAV ont été utilisés pour vérifier le motif de liaison peptidique deAnpl -UAA *01, et les résultats ont confirmé que le motif de liaison peptidique est similaire à celui de HLA-A*0201. Sur la base de ce motif, environ 600 peptides des souches IAV ont été partiellement vérifiés comme peptides épitopes candidats pour Anpl -UAA *01, ce qui est un nombre beaucoup plus élevé que ceux des molécules BF2*2101 et BF2*0401 de poulet. Une liaison étendue aux peptides IAV devrait permettre aux canards avec cet haplotype Anpl -UAA*01 de résister à l'infection par IAV. IMPORTANCE Les canards sont des réservoirs naturels du virus de la grippe A (IAV) et sont plus résistants à l'IAV que les poulets. Les canards et les poulets n'expriment qu'un seul locus dominant du CMH I offrant une résistance au virus. Pour étudier comment le CMH I fournit une résistance aux IAV, les structures cristallines du CMH de canard exprimé de manière dominante de classe I (p Anpl-UAA *01) avec deux peptides IAV ont été déterminées. Une liaison disulfure a été identifiée dans le sillon de liaison aux peptides qui peut faciliter la liaisonAnpl-UAA *01 aux peptides IAV. Anpl -UAA*01 a un spectre de reconnaissance des peptides épitopiques IAV beaucoup plus large que celui des poulets. Les peptides IAV liés par Anpl -UAA *01 présentent des conformations distinctives qui peuvent aider à induire une réponse étendue des lymphocytes T cytotoxiques (CTL). De plus, la surface d'interface entre le CMH I et β2m du canard est plus grande que chez les autres espèces. Ces résultats indiquent que la résistance HP-IAV chez les canards est due à des réponses CTL étendues induites par le CMH I.Translated Description (Spanish)
RESUMEN Un solo alelo expresado de forma dominante del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I (MHC I) puede ser responsable de la alta tolerancia del pato al virus de la gripe A altamente patógeno (HP-IAV) en comparación con la menor tolerancia del pollo. En este estudio se determinaron las estructuras cristalinas de MHC I de pato (Anpl -UAA*01) y β2-microglobulina de pato (β2m) con dos péptidos de las cepas H5N1. Se encontraron dos características notables para distinguir el complejo Anpl -UAA*01 de otras estructuras MHC I conocidas. Se identificó un enlace disulfuro formado por Cys 95 y Cys 112 y que conecta las láminas β5 y β6 en la parte inferior del surco de unión al péptido (PBG) en el complejo Anpl -UAA*01, que puede mejorar la unión al péptido IAV. Además, se encontró que el área de interfaz entre el MHC I de pato y β2m era mayor que en otras especies. Además, los dos péptidos IAV que muestran conformaciones distintivas en los bolsillos PBG, B y F actúan como los sitios de anclaje primarios. Se utilizaron treinta y un péptidos IAV para verificar el motivo de unión al péptido de Anpl -UAA*01, y los resultados confirmaron que el motivo de unión al péptido es similar al de HLA-A*0201. Con base en este motivo, aproximadamente 600 péptidos de las cepas de IAV se verificaron parcialmente como los péptidos epitópicos candidatos para Anpl -UAA*01, que es un número mucho mayor que los de las moléculas de pollo BF2*2101 y BF2*0401. La unión extensa del péptido IAV debería permitir que los patos con este haplotipo Anpl -UAA*01 resistan la infección por IAV. IMPORTANCIA Los patos son reservorios naturales del virus de la influenza A (IAV) y son más resistentes al IAV que los pollos. Tanto los patos como los pollos expresan solo un locus dominante de MHC I que proporciona resistencia al virus. Para investigar cómo el MHC I proporciona resistencia a IAV, se determinaron las estructuras cristalinas del MHC de clase I de pato expresado de manera dominante (p Anpl -UAA*01) con dos péptidos IAV. Se identificó un enlace disulfuro en el surco de unión del péptido que puede facilitar la unión de Anpl -UAA*01 a los péptidos IAV. Anpl -UAA*01 tiene un espectro de reconocimiento mucho más amplio de péptidos epitópicos de IAV que los pollos. Los péptidos IAV unidos por Anpl -UAA*01 muestran conformaciones distintivas que pueden ayudar a inducir una respuesta extensa de linfocitos T citotóxicos (CTL). Además, el área de interfaz entre el MHC I del pato y β2m es mayor que en otras especies. Estos resultados indican que la resistencia a HP-IAV en patos se debe a respuestas CTL extensas inducidas por MHC I.Files
e02511-16.full.pdf.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:fd0bdfa5c90467d9ca696bf3946b17dd
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التعريف الهيكلي لمركب التوافق النسيجي الرئيسي للبط جزيئات الفئة الأولى التي قد تفسر مناعة الخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا ضد فيروس الأنفلونزا أ
- Translated title (French)
- Définition structurelle des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I du canard qui pourraient expliquer l'immunité efficace des lymphocytes T cytotoxiques contre le virus de la grippe A
- Translated title (Spanish)
- Definición estructural de moléculas de clase I del complejo mayor de histocompatibilidad de pato que podrían explicar la inmunidad eficiente de los linfocitos T citotóxicos al virus de la influenza A
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2613569171
- DOI
- 10.1128/jvi.02511-16
References
- https://openalex.org/W1445990149
- https://openalex.org/W1485946719
- https://openalex.org/W1501929971
- https://openalex.org/W1539796472
- https://openalex.org/W1554889623
- https://openalex.org/W1574660386
- https://openalex.org/W1581365291
- https://openalex.org/W1634772899
- https://openalex.org/W1908492240
- https://openalex.org/W1964117291
- https://openalex.org/W1967194316
- https://openalex.org/W1967253926
- https://openalex.org/W1972406870
- https://openalex.org/W1979128689
- https://openalex.org/W1984795345
- https://openalex.org/W1987964300
- https://openalex.org/W1988104940
- https://openalex.org/W1993234699
- https://openalex.org/W1994724597
- https://openalex.org/W1995138538
- https://openalex.org/W1999893508
- https://openalex.org/W2001641653
- https://openalex.org/W2010915535
- https://openalex.org/W2012755756
- https://openalex.org/W2013131699
- https://openalex.org/W2015257762
- https://openalex.org/W2019642800
- https://openalex.org/W2020856519
- https://openalex.org/W2023836973
- https://openalex.org/W2024150829
- https://openalex.org/W2037361354
- https://openalex.org/W2043818985
- https://openalex.org/W2052708825
- https://openalex.org/W2053707749
- https://openalex.org/W2055995765
- https://openalex.org/W2060429248
- https://openalex.org/W2062456780
- https://openalex.org/W2062626452
- https://openalex.org/W2073625279
- https://openalex.org/W2074406975
- https://openalex.org/W2079919521
- https://openalex.org/W2092097938
- https://openalex.org/W2099028937
- https://openalex.org/W2105226322
- https://openalex.org/W2108981718
- https://openalex.org/W2109184569
- https://openalex.org/W2109916423
- https://openalex.org/W2116414011
- https://openalex.org/W2118860353
- https://openalex.org/W2120008893
- https://openalex.org/W2120434612
- https://openalex.org/W2121261324
- https://openalex.org/W2122016967
- https://openalex.org/W2125001603
- https://openalex.org/W2133616285
- https://openalex.org/W2134201060
- https://openalex.org/W2135452775
- https://openalex.org/W2144081223
- https://openalex.org/W2151856538
- https://openalex.org/W2154234108
- https://openalex.org/W2156765158
- https://openalex.org/W2160881014
- https://openalex.org/W2162008966
- https://openalex.org/W2162970494
- https://openalex.org/W2163960578
- https://openalex.org/W2168688111
- https://openalex.org/W2186816184
- https://openalex.org/W2258038494
- https://openalex.org/W2318325499
- https://openalex.org/W2326870000
- https://openalex.org/W2473016238
- https://openalex.org/W65101360