18 Vacuna Matem Tica

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Original
Inmunología
Vol. 27 / Núm 4/ Octubre-Diciembre 2008: 151-166

Teoría de unión al HLA clase II: teoría de probabilidad,
combinatoria y entropía aplicadas a secuencias peptídicas
Javier Rodríguez
Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Cirugía, Bogotá, Colombia.

BINDING TO CLASS II HLA THEORY: PROBABILITY,
COMBINATORY AND ENTROPY APPLIEDTO PEPTIDE SEQUENCES
Recibido: 15 Noviembre 2007
Aceptado: 29 Septiembre 2008

RESUMEN
La presentación de péptidos antigénicos por las moléculas de histocompatibilidad a los receptores T es fundamental en la especificidad y la
variabilidad de la defensa por parte del sistema inmune, por lo tanto un entendimiento físico y matemático de este fenómeno es de vital importancia para
el diseño devacunas.
Se calcularon valores de probabilidad, combinatoria y entropía de 100
secuencias específicas de péptidos teóricos, promiscuos, sintéticos y naturales que se unen a moléculas de HLA clase II y 61 péptidos que no se unen.
Estos valores se usaron para diferenciar los péptidos seleccionados y desarrollar una caracterización física y matemática, objetiva y reproducible para
el fenómeno de unión.Se desarrolló una predicción teórica del conjunto apropiado de secuencias que debe tener un péptido para que sea presentado por la molécula de
HLA clase II, acertando en todos los casos.
La teoría desarrollada facilita el proceso de selección de los péptidos
requeridos en el diseño de vacunas sintéticas o naturales.

ABSTRACT
The antigenic peptide presentation by the histocompatibility moleculesto the T receptors is fundamental in the specificity and variability
of the host defense by the immune system, therefore a physical and mathematical understanding of this phenomenon is of vital importance for
the design of vaccines.
Values of probability, combinatory and entropy from 100 specific
sequences of theoretical, promiscuous, synthetic and natural peptides that
bind to HLA class IImolecules, as well as 61 peptides that do not bind
were calculated. These values were used to differentiate the selected peptides and to develop an objective and reproducible physical and mathematical characterization of the binding phenomena.
A theoretical prediction of the appropriate group of sequences that
a peptide should have so that it is presented by the HLA class II molecule was developed,hitting all the cases.
The developed theory facilitates the process of peptide selection required in the design of synthetic or natural vaccines.

PALABRAS CLAVE: Probabilidad/ Combinatoria/ Entropía/ Unión/
HLA clase II.

KEY WORDS: Probability/ Combinatory/ Entropy/ Binding/ HLA class
II.

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TEORÍA DE UNIÓN AL HLA CLASE II ...

INTRODUCCIÓN
Laprobabilidad es una medida predictiva de la posible
ocurrencia de un evento, cuyo valor numérico se encuentra
en el intervalo real [0, 1]. Kolmogorov definió la función de
probabilidad como aquella que satisface tres axiomas
elementales; la probabilidad de cualquier elemento del
espacio muestral es mayor o igual a cero, la probabilidad
de todo el espacio muestral es uno, y la probabilidad de la
unión deeventos disyuntos es la suma de sus probabilidades(14). Esta teoría se usó para cuantificar las diferentes posibilidades
de secuencias de péptidos teóricos y/o con capacidad o
no de unión.
En el desarrollo de la Termodinámica y de la Mecánica
Estadística, el concepto de entropía se ha ido reformulando
y reinterpretando(5-8). La formulación enunciada por Boltzmann
está dada en términos del númerode microestados y se
aplica, entre otros, a los sistemas con una distribución
equiprobable(6,7). En este trabajo se estudia la aparición de
aminoácidos en secuencias de péptidos que podrían unirse
o no al HLA de clase II, asumiendo que cada uno de ellos
tiene la misma probabilidad de conformar el péptido; por
ello, en analogía con los microestados de la mecánica
estadística, la aplicación de la...