Hvad er antistoffer og hvad er antigener?
antistoffer er store glycoproteiner, også kendt som immunoglobuliner (ig), som produceres, celleoverfladen udtrykkes og udskilles af immunceller, specifikt B-lymfocytter. Antistoffer genkender fremmede invaderende mikroorganismer ved specifikt at binde til et patogen proteiner eller antigener, hvilket letter deres neutralisering og ødelæggelse. Antigener defineres klassisk som ethvert fremmed stof, der fremkalder et immunrespons. Antistofspecificiteten for et givet antigen understreges af dets unikke struktur, som tillader antigenbinding med høj præcision. Fordi antistoffer er meget specifikke, tjener de som meget nyttige værktøjer i videnskabelig forskning til at belyse proteinernes placering, overflod og funktion i dynamiske biologiske systemer.
hvor antistoffer kommer fra?
immunsystemets vigtigste rolle er at give beskyttelse mod fremmede / infektiøse patogener og vævsskade. Den består af to hovedgrene: medfødt (uspecifik) og adaptiv (erhvervet) immunitet. Antistofproduktion og sekretion afhænger af celler, der tilhører den adaptive immunitetsgren.
medfødt immunsystem
- er afhængig af fysiske barrierer (f.eks.
- giver et hurtigt generisk eller uspecifik respons på patogen – eller skadeafledte antigener, almindeligvis benævnt patogenassocierede molekylære mønstre (Pamp ‘ er) og skadesassocierede molekylære mønstre (dæmpere). Disse reaktioner medieres af interaktioner med Toll-lignende receptorer (TLR ‘ er).
- involverer opløselige (f.eks. cytokiner/kemokiner og komplementfaktorer) og cellulære (f. eks. fagocytiske, killer-og antigenpræsenterende celler) reaktioner.
adaptivt immunsystem
- tilvejebringer patogenspecifik immunrespons gennem aktivering af lymfocytreceptorer (T-cellereceptorer og B-celleantigenreceptorer).
- involverer cellulære reaktioner medieret af effektor T-lymfocytter og antistoffer produceret af B-lymfocytter.
- resulterer i immunhukommelse over for specifikke antigener, som kan tilbagekaldes ved geneksponering for en hurtigere og mere effektiv respons.
antistofproduktion af det Adaptive immunsystem
det adaptive immunsystem har udviklet sig til at generere finjusterede reaktioner på patogener og andre fremmede stoffer. De vigtigste effektorer af adaptive cellulære og humorale immunresponser er henholdsvis t-og B-lymfocytter. B-lymfocytter udvikler sig fra hæmatopoietiske stamceller i knoglemarven, hvilket giver anledning til umodne IgM, der udtrykker B-celler. Efter migration til milten, umodne B-celler differentieres yderligere til modne eller na-kurstve B-celler, der udtrykker både IgM-og IgD-membranbundne immunoglobulintyper. Modne B-celler cirkulerer perifert gennem lymfesystemet, hvor de interagerer med fremmede antigener. Når en na-larve B-celle møder et antigen, kan dets aktivering give anledning til en plasma B-celle eller en hukommelse B-celle. Hukommelse B-celler har overfladebundne antistoffer, hvorimod plasma B-celler udskiller antistoffer, der er specifikke for det aktiverende antigen. Hukommelse B-celler aktiveres hurtigt ved geneksponering for det samme antigen, hvilket giver en hurtigere og mere effektiv respons.
Hvad er antistof-eller Immunoglobulintypen?
Antistofstruktur
alle antistoffer deler den samme grundlæggende struktur, der består af fire polypeptidkæder, to lette kæder (L-kæder) og to tunge kæder (H-kæder), der holdes sammen af disulfidbindinger. Disse fire polypeptidkæder danner et symmetrisk molekyle, der almindeligvis er afbildet som “Y” – form og består af to identiske halvdele, der hver bærer identiske antigenbindingssteder. Baseret på aminosyresekvensvariabilitet kan to hovedregioner (variabel og konstant) identificeres inden for hver antistofpolypeptidkæde. Disse regioner er almindeligvis afbildet som variabelt lys (VL), konstant lys (CL), variabel tung (VH) og konstant tung (CH). Antistoffer adskiller sig mest i deres aminosyresekvens i deres variable regioner, hvilket understreger deres antigenspecificitet. Antigenbindingssteder dannes ud fra amino-terminalerne eller de variable regioner i de tunge (VH) og lette (VL) kæder.
Antistofklasse
Antistofmolekyler har en af to lette kædetyper, lambda (larr) eller kappa (larr). Antistoffets lette kædetype er ikke forbundet med forskelle i antistoffunktion ud over at give antigenspecificitet. I modsætning hertil bestemmer et antistofs tunge kædesammensætning forskellige funktionelle egenskaber, såsom dets interaktion med andre proteiner (Fc-receptorbinding), komplementaktivering, aviditet og halveringstid. De vigtigste tunge kædeklasser hos pattedyr er m, d, g, a og e, som bestemmer henholdsvis antistofklasserne eller isotyperne IgM, IgD, IgG, IgA og IgE. IgM er den vigtigste antistofisotype, der er til stede under et primært immunrespons. IgG-antistofisotypen dominerer under sekundære immunresponser og er det mest almindelige cirkulerende antistof i immunsystemet. Antistofisotyper er forskellige i struktur og immunologiske funktioner.
| Antistofklasse | tung kæde klasse | molekylvægt (kDa) | % total Serum antistof | funktionelle egenskaber |
|
|
Krist (mu) | 900 | 6 | |
|
|
list (gamma) | 150 |
|
|
|
|
list (alpha) | 385 | 13 |
|
|
|
list (epsilon) | 200 | 0.002 |
|
|
|
Kart (delta) | 180 | 1 |
|
antistofbinding: Antistofantigeninteraktioner
Antistoffets virkningsmekanismer
et antistofs funktion i immunsystemet er specifikt at binde og eliminere fremmede partikler. Antistoffer kan fjerne fremmede antigener gennem flere mekanismer.
neutralisering-Antistofbinding tjener til at neutralisere fremmede partikler, der forhindrer interaktion med celler og deraf følgende cellulær skade og invasion.opsonisering-antistoffer kan fungere som tags, der rekrutterer immuncellulære mediatorer for at eliminere de fremmede stoffer gennem fagocytose.
komplement – antistoffer kan belægge fremmede partikler og aktivere komplementsystemet, der fører til direkte lysis af det fremmede stof eller yderligere inducerer dets opsonisering.
Hvad er forskellen mellem Antistofaffinitet og aviditet?
antistoffer binder reversibelt til unikke regioner eller epitoper inden for specifikke antigener gennem svage ikke-kovalente interaktioner, der inkluderer hydrogen -, Ioniske, hydrofobe og Van Der-bindinger. Styrken eller affiniteten af antistofbinding bestemmes af nettokraften af svage interaktioner mellem et enkelt antistofbindingssted og dets epitop.
antigener kan være multivalente, hvilket refererer til tilstedeværelsen af flere identiske epitoper pr. Multivalente antigener kan interagere med flere antistofbindingssteder. For et givet antistofmolekyle defineres dets aviditet af nettostyrken af alle interaktioner med et antigen. Antistoffer som IgG, ige og IgD binder deres epitoper med højere affinitet end IgM-antistoffer. Imidlertid kan hvert IgM-molekyle interagere med op til ti epitoper pr. På grund af høj affinitet er IgG-antistofisotypen den mest almindelige type antistof, der anvendes i molekylære og cellebiologiske metoder.
Hvordan er polyklonale og monoklonale antistoffer forskellige?
under et immunrespons på et fremmed stof fører aktivering af B-celler til deres ekspansion og dannelse af plasma B-celler, der udskiller antigenspecifikke antistoffer. Antigener er imidlertid strukturelt komplekse og består af flere antigene determinanter eller epitoper. I et givet antigen vil en B-celle genkende en af en lang række epitoper, og forskellige B-cellekloner udskiller antistoffer, der er specifikke for forskellige epitoper inden for det samme antigen. Antistoffer udskilt af B-celler fra den samme klon er monoklonale antistoffer, da de binder specifikt til den samme epitop. Imidlertid indeholder det samlede humorale respons antistoffer udskilt af flere B-celleklontyper og er naturligt polyklonale. B-cellesekreterede antistoffer findes overvejende i serumfraktionen af blodet, og serum indeholdende antigenspecifikke antistoffer kaldes ofte antiserum.
monoklonale og polyklonale antistoffer er kraftfulde værktøjer, der letter analysen af komplekse biologiske processer. Flere fordele og ulemper er forbundet med hver type antistof, når de anvendes som et molekylærbiologisk værktøj.
Sådan vælger du mellem polyklonalt vs monoklonalt antistof
Vælg referencer
Alberts B, Johnson A, Louis J, et al. (2002). Molekylærbiologi af cellen. 4. udgave. Medfødt Immunitet. I Ny York: Garland Science; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
Bonilla, F. A.,& Oettgen, H. C. (2010). Adaptiv immunitet. Tidsskrift for allergi og Klinisk Immunologi. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.09.017
Chaplin, D. D. (2010). Oversigt over immunresponset. Tidsskrift for allergi og Klinisk Immunologi. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.12.980
Jan, C. A. J., Travers, P., & Valby, M. (2001). Genereringen af mangfoldighed i immunglobuliner næsten. I immunobiologi: immunsystemet i sundhed og sygdom. 5. udgave. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27140/
Molnar, C., & Gair, J. (2015). Begreber biologi – 1. canadiske udgave. Begreber biologi – 1. canadiske udgave.
Nelson, P. N., Reynolds, G. M., Valdron, E. E., afdeling, E., Giannopoulos, K.,& Murray, P. G. (2000). Afmystificeret: monoklonale antistoffer. Tidsskrift for Klinisk Patologi-molekylær patologi. https://doi.org/10.1136/mp.53.3.111
Reverberi, R., & Reverberi, L. (2007). Faktorer der påvirker antigen-antistofreaktionen. blodtransfusion. https://doi.org/10.2450/2007.0047-07
Riera Rømø, M., P-Martsrommel, D., & Castillo Ferrer, C. (2016). Medfødt immunitet hos hvirveldyr: et overblik. Immunologi. https://doi.org/10.1111/imm.12597
Shishido, S. N., Varahan, S., Yuan, K., Li, H.,& Fleming, S. D. (2012). Humoral medfødt immunrespons og sygdom. Klinisk Immunologi. https://doi.org/10.1016/j.clim.2012.06.002
Torres, M., Fern, N., Fiser, A., & Casadevall, A. (2007). Den immunglobulin tunge kæde konstant region påvirker kinetiske og termodynamiske parametre for antistofvariabel region interaktioner med antigen. Tidsskrift for biologisk kemi. https://doi.org/10.1074/jbc.M700661200
Tsai, D., Hung, K., Chang, C., &Lin, K. (2019). Reguleringsmekanismer for B-celleresponser og implikationen i B-cellerelaterede sygdomme. J Biomed Sci. https://doi.org/10.1186/s12929-019-0558-1