1. The specificity of trimming of MHC
class I-presented peptides in the
endoplasmic reticulum
Aaron Hearn, Ian A. York and Kenneth L. Rock
The Journal of Immunology, 2009

2. Introduction :
ERAP1 : aminopeptidase du RE induite par IFN-γ
élagage des précurseurs d'épitopes en N-ter
Résultat : peptides de 8- à 9-mer
Cellules KO ERAP1 : peu de présentation d'épitopes
Souris KO ERAP1 : diminution diversité épitopes
ERAP1 indispensable pour la réponse immunitaire
adaptative

3. Problèmatique :
Quelle est la spécificité de l'aminopeptidase ERAP1
dans le processus d'élagage des précurseurs
d 'épitopes ?

4. In vitro ERAP1 specificity
Étude in vitro avec ERAP1 recombinant humain
Epitope utilisé S-L:
épitope immunodominant de l'OVA de poulet
restreint au CMH-I H2-Kb
Ajout en N-ter d'un acide aminé
Evaluation de la vitesse d'élagage par ERAP1
Influence de l'extension N-ter
Leu et Met rapidement élagués
Asp et Glu élagués lentement

5. N-terminal flanking amino acids affect
presentation from ER-targeted precursors
MFI : Mean Florescence Intensity
Etude in vivo sur cellule HeLa-Kb-ICP47 :
Transfection transitoire avec minigène contenant ssXXS-L
Influence des acides aminés en amont de S-L sur la présentation des épitopes :
- X = Leu, Met, Tyr : très bonne présentation
- X = Arg ou Pro : mauvaise présentation
Si X = Tyr, S-L est 100 fois plus présenté que si X = Pro ou Arg
14 des 20 acides aminés ont un efficacité 50% inférieure à celle de Tyr
Si X est un acide aminé chargé, alors la présentation est moins bonne

6. Transfections transitoires par
ssXS-L et ssXXYYS-L
Les données de présentation
entre les épitopes précurseurs
XS-L, XXS-L et XXYYS-L sont
concordantes.
HeLa exprime ERAP1
COS7 exprime ERAP1 + ERAP2
bonne corrélation HeLa et COS 7
Peu d'intervention d'ERAP2 dans l'élégage de
XXS-L

7. Analysis of the trimming of ss XXS-L in the
ER by ERAP1
siRNA ERAP1-spécifique diminution de 90% l'expression de ERAP1
Si siRNA : diminution de 70 à 80% de la présentation de S-L
L'élagage restant est dû aux 10% d'ERAP1 encore présent et peut être à une
autre aminopeptiase (ERAP2,...)

8. N-terminal flanking residues affect epitope
liberation from a large OVA precursor
Modification du premier résidu (P1) en amont de
l'épitope S-L dans un contexte naturel
Meilleure présentation avec X = Leu, Met ou Tyr que
avec X = Glu (contexte naturel)
Si Glu remplacé par Arg ou Lys alors moins bonne
présentation
Corrélation avec les précédents résultats où le
résidu en amont de S-L était X ou XX

9. Poorly cleaved residues are dominant in a
doublet
Si Z et X = acides aminés élagués efficacement alors XZ/ZXS-L est présenté
facilement
Si Z et X = acides aminés peu élagués alors ZX/XZS-L peu présenté
Si Z ou X = acide aminé peu élagué alors ZX/XZS-L peu présenté
Exception pour Val en P2

10. Comparison of in vitro and in vivo ERAP1
specificity
Bonne corrélation entre les résultats in vitro et in vivo
ERAP1 : principale aminopeptidase du RE
In vivo
In vitro
In vivo
In vitro

11. The influence of upstream amino acids is
the same on multiple epitopes
R-Y :
Épitope de l'hépatite C restreint à HLA-A3
Quantification par anticorps spécifique H2-Kb/S-L et globaux H2-Kb et HLA-A3
Absence d'épitope rétention des molécules du CMH-I dans le RE
Présence d'épitope expression des molécules du CMH-I à la surface cellulaire

12. F-L : épitope du virus du Sendai restreint à H2-Kb
Corrélation des résultats entre la présentation
des épitopes F-L et S-L
Si X=Met ou Tyr, alors bonne présentation
siX=Lys, Arg ou Val, alors peu de présentation
Exception pour Val en amont de R-Y:
Bonne présentation résidu naturel précédent
R-Y donc possibilité d'élagage environnement
dépendant

13. Efficiently removed amino acids are
overrepresented upstream of natural
epitopes
Fréquences d'apparition des acides aminés en P1, P2 et P3 supérieures
significativement au background
En P1:
Fréquence d'apparition de Cys, Leu, Met, Ser et Tyr supérieures au background
Fréquence d'apparition de Val et Pro inférieures au background
Fréquence d'apparition de Val faible en P1 mais élevée en P2

14. Conclusion :
Règle moléculaire : arrêt de l'élagage à 8-mer = épitope mature
Influence importante des acides aminés en P1 et P2 sur la présentation
Résultats identiques pour cellules HeLa et COS7 = spécificité générale d'ERAP1
ERAP1 : pricipale aminopeptidase du RE
Spécicité d'ERAP1 en partie définit par la chaîne latérale du résidu mais pas totalement
Spécificité d'ERAP1 dépendante du peptide (acides aminés adjacents + longueur du peptide)

15. Perspectives :
Généralisation des résutats en expérimentant la spécificité d'ERAP1 sur d'autres types cellulaires
Résolution de la structure tridimentionnelle d'ERAP1 par cristallographie
Etudes de l'influence des chaperones et autres aminopeptidases sur l'élagage
Détermination du peptidome : répertoire des épitopes présentés par le CMH-I
Conception de vaccin et hiérarchie d'immunodominance (quantité d'épitope + apprêtement)