11-08-2017

Abstract

Vaccines have not yet been able to address the combination of three major obstacles: molecular coupling failure between peptide and human leukocyte antigen protein (HLA‐II) molecule, failure to activate T‐cells, and the molecular polymorphism displayed by all pathogens. Planar electromagnetic fields found in protein systems may play a role in all three problems. These amino acid planes are universal, selective in nature, and able to generate long distance attraction toward their corresponding ligand. We propose three molecular mechanisms through which to engineer molecular pattern interaction toward the intelligent design of more effective vaccines.

25-09-2013

Partiendo del alineamiento múltiple de secuencias proteicas humanas obtenidas de las bases de datos del National Center of Biotechnology Information (NCBI) y su posterior análisis espacial tridimensional, se estableció la existencia de un patrón de acople universal para péptidos presentados por las moléculas de histocompatibilidad HLA-II (DR, DP y DQ), siendo una base para el diseño de vacunas proteicas. Estos patrones espaciales fueron claramente exhibidos por los residuos altamente conservados de los tres tipos de moléculas de HLA-II. La aplicación de este nuevo hallazgo permitió diseñar péptidos con mejores valores de acople péptido-HLA-II, que los generados por el péptido de acople universal conocido como CLIP (class II-associated invariant chain peptide).

25-09-2013

Starting from the multiple alignment of human protein sequences obtained from the NCBI database (National Center of Biotechnology Information) and subsequent three-dimensional spatial analysis, the existence of a pattern of universal coupling to peptides presented by MHC molecules HLA-II (DR, DP and DQ) was established, being a basis for the design of protein vaccines. These spatial patterns were clearly exhibited by highly conserved residues of the three kinds of HLA-II molecules. The application of this new finding made it possible to design peptides with better Peptide -HLA-II coupling values than those generated by the universal coupling peptide called CLIP (class II-associated invariant chain peptide).

15-07-2015

El reciente hallazgo de campos electromagnéticos transmoleculares en sistemas proteicos denominados Planos Electromagnéticos de Cortés-Coral (PECC), encontrados a partir de residuos altamente conservados en moléculas de histocompatibilidad HLA-II, permitió a los autores plantear un mecanismo de selección y acople de los antígenos peptídicos con estas moléculas para su posterior presentación a las células T-helper, siendo explicado por primera vez sin recurrir al paradigma termodinámico “llave-cerrojo” para acoples moleculares. Adicionalmente, el uso de los PECC permitió diseñar péptidos-vacuna con mayor capacidad de acople que el péptido CLIP con las moléculas de HLA-II, y finalmente, se explicó la capacidad de acople universal de CLIP con todas las moléculas de histocompatibilidad. Con estos hallazgos se aportan varias soluciones y nuevos conceptos a la inmunología molecular.

15-07-2015

Following the recent discovery of planar electromagnetic fields in protein systems, this work proposes a mechanism to explain the action of HLA-II molecules in selecting, attracting and coupling with peptide-antigens prior to their presentation to T-helper cells. The mechanism explains such couplings for the first time without recourse to the molecular “key-lock” paradigm. Using these electromagnetic field patterns, eight peptides were designed that showed better coupling capacity with HLA-II molecules than the native CLIP peptide. The novel methodology enables the design of vaccine peptides with high binding capacity. The discovered electromagnetic patterns further offer an explanation of the universal coupling capacity of CLIP and give rise to a number of solutions and new concepts in molecular immunology.

26-08-2016

El acople de un ligando con un receptor induce una señal que viaja a través de este último hasta llegar a su dominio intracelular, donde desencadena una cascada de respuesta. Analizando el acople del Receptor de Células T (TCR) con antígenos foráneos, los autores identificaron patrones moleculares de geometría planar al interior de este receptor, capaces de internalizar la señal producida por el acople TCR/Antígeno. Este mecanismo fue también hallado en diversidad de sistemas receptor-ligando de diferente funcionalidad biológica, tales como las parejas Bomba de Calcio-ADP, el acople viral gp120-CD4 y el sistema Hemoglobina-Oxígeno. Dicho mecanismo identificado por los autores es de naturaleza Cuántica y permitiría explicar la transducción de señales en todo tipo de receptores bioquímicos. Este hallazgo facilitaría el diseño de péptidos-vacuna con alta capacidad inmunogénica así como el desarrollo de nuevos medicamentos.

26-08-2016

The coupling of a ligand with a receptor induces a signal that travels through the receptor until it reaches the intracellular domain, where it triggers a response cascade. By analyzing the coupling of receptor cells (TCR) with foreign antigens, the authors identified the presence of molecular patterns, planar in geometry, within this receptor, that are capable of internalizing the signal produced by TCR/antigen coupling. This mechanism, also found in a range of receptor-ligand systems with greatly differing biological functions, including calcium pump-ADP, gp120-CD4 viral coupling, and the hemoglobin-oxygen system, is quantum in nature and capable of explaining the means of signal transduction in all kinds of biochemical receptors. As such, the finding may facilitate the design of vaccine-peptides with high immunogenicity, as well as make it possible to develop new drugs.

22-06-2017

El acople entre péptidos y las proteínas MHC-II en el sistema inmune humano no se encuentra bien entendido. Este trabajo presenta una hipótesis basada en la evidencia de una fuerza guía intermolecular, que está presente en todas las proteínas humanas MHC-II (HLA-II). Anteriormente, se examinaron las posiciones espaciales de los residuos altamente conservados en todos los tipos de proteínas HLA-II. En cada uno de ellos se revelaron patrones planares constantes. Estos planos moleculares comprenden grupos aminoácidos de la misma especie química (por ejemplo, Gly) distribuidos a través de la estructura proteica. Cada plano de aminoácidos tiene una dirección única y este elemento direccional ofrece selectividad espacial. Constante en todos los planos, también, es la presencia de un residuo aromático que posee electrones en movimiento, llevando a los autores a considerar que los planos generan campos electromagnéticos que podrían servir como una fuerza atractiva en una sola dirección. La selección y atracción entre moléculas HLA-II y péptidos antigénicos sería, por lo tanto, no aleatoria, dando como resultado un mecanismo de acoplamiento tan eficaz y rápido como se requiere claramente en la respuesta inmune. Usando proyecciones planares sobre la hendidura de las moléculas HLA-II, se hicieron modificaciones clave en el péptido de cadena invariante asociado a la clase II -un péptido con una capacidad de acople universal- dando como resultado ocho péptidos modificados diferentes con afinidades mayores que las del péptido no modificado. Una predicción precisa y fiable de los péptidos de unión al MHC de clase II puede facilitar el diseño de péptidos vacunales universales con capacidad de acople mejoradas. Los mecanismos propuestos de selección, atracción y acople entre HLA-II y péptidos antigénicos se explican adicionalmente en este artículo.

22-06-2017

The coupling between peptides and MHC-II proteins in the human immune system is not well understood. This work presents an evidence-based hypothesis of a guiding intermolecular force present in every human MHC-II protein (HLA-II). Previously, we examined the spatial positions of the fully conserved residues in all HLA-II protein types. In each one, constant planar patterns were revealed. These molecular planes comprise of amino acid groups of the same chemical species (for example, Gly) distributed across the protein structure. Each amino acid plane has a unique direction and this directional element offers spatial selectivity. Constant within all planes, too, is the presence of an aromatic residue possessing electrons in movement, leading the authors to consider that the planes generate electromagnetic fields that could serve as an attractive force in a single direction. Selection and attraction between HLA-II molecules and antigen peptides would, therefore, be non-random, resulting in a coupling mechanism as effective and rapid as is clearly required in the immune response. On the basis of planar projections onto the HLA-II groove, modifications were made by substituting the key residues in the class II-associated invariant chain peptide—a peptide with a universal binding affinity—resulting in eight different modified peptides with affinities greater than that of the unmodified peptide. Accurate and reliable prediction of MHC class II-binding peptides may facilitate the design of universal vaccine-peptides with greatly enhanced binding affinities. The proposed mechanisms of selection, attraction and coupling between HLA-II and antigen peptides are explained further in the paper.