mik azok az antitestek és mik az antigének?
az antitestek nagy glikoproteinek, más néven immunglobulinok (Ig), amelyeket immunsejtek, különösen B-limfociták termelnek, sejtfelszínük expresszálódik és szekretálnak. Az antitestek úgy ismerik fel az idegen behatoló mikroorganizmusokat, hogy kifejezetten kötődnek a kórokozó fehérjéihez vagy antigénjeihez, megkönnyítve azok semlegesítését és megsemmisítését. Az antigéneket klasszikusan úgy definiálják, mint bármely idegen anyagot, amely immunválaszt vált ki. Bármely adott antigén antitest-specifitását egyedülálló szerkezete hangsúlyozza, amely lehetővé teszi az antigén nagy pontosságú kötését. Mivel az antitestek nagyon specifikusak, nagyon hasznos eszközként szolgálnak a tudományos kutatásban, hogy tisztázzák a fehérjék helyét, bőségét és funkcióját a dinamikus biológiai rendszerekben.
honnan származnak az antitestek?
az immunrendszer fő feladata az idegen/fertőző kórokozókkal és szöveti sérülésekkel szembeni védelem biztosítása. Két fő ágból áll: veleszületett (nem specifikus) és adaptív (szerzett) immunitás. Az antitest termelés és a szekréció az adaptív immunitási ághoz tartozó sejtektől függ.
Veleszületett Immunrendszer
- Támaszkodik fizikai akadályok (pl. réteg nyálka, ép hám, verés csillók), valamint a vegyi akadályok (pl., antimikrobiális peptidek, alacsony pH, valamint a hidrolitikus enzimek), hogy megakadályozzák a fertőzés, valamint a kár.
- egy gyors általános vagy specifikus válasz, hogy a kórokozó – vagy kárt eredetű antigének, közkeletű nevén kórokozó associated molecular patterns (PAMPs), valamint a kár associated molecular patterns (DAMPS). Ezeket a válaszokat az útdíj-szerű receptorokkal (TLRs) való kölcsönhatások közvetítik.
- magában foglalja az oldható (pl. citokinek/kemokinek és komplement faktorok) és sejtes (pl. fagocitikus, gyilkos és antigénbemutató sejtek) válaszokat.
adaptív immunrendszer
- kórokozó-specifikus immunválaszt biztosít a limfocita receptorok (T-sejt receptorok és B-sejt antigén receptorok) aktiválásával.
- magában foglalja az effektor T-limfociták által közvetített sejtválaszokat és a B-limfociták által termelt antitesteket.
- immunmemóriát eredményez olyan specifikus antigénekkel szemben, amelyek ismételt expozíció esetén visszahívhatók a gyorsabb és hatékonyabb válasz érdekében.
az adaptív immunrendszer Antitesttermelése
az adaptív immunrendszer úgy fejlődött ki, hogy finomhangolt válaszokat generáljon a kórokozókra és más idegen anyagokra. Az adaptív celluláris és humorális immunválaszok fő effektorai A t és B limfociták. A B-limfociták a csontvelő hematopoietikus őssejtjeiből fejlődnek ki, amelyek éretlen IgM-expresszáló B-sejteket eredményeznek. A lépbe történő migrációt követően az éretlen B-sejtek tovább differenciálódnak érett vagy naiv B-sejtekké, amelyek mind az IgM, mind az IgD membránhoz kötött immunglobulin típusokat kifejezik. Az érett B-sejtek periférikusan keringenek a nyirokrendszeren keresztül, ahol kölcsönhatásba lépnek az idegen antigénekkel. Ha egy naiv B-sejt antigénnel találkozik, aktiválása plazma B-sejtet vagy memória B-sejtet eredményezhet. A memória B sejtek felületi kötésű antitestekkel rendelkeznek, míg a plazma B sejtek olyan antitesteket szekretálnak, amelyek specifikusak az aktiváló antigénre. A memória B sejtek gyorsan aktiválódnak ugyanazon antigén újbóli expozíciója után, ami gyorsabb és hatékonyabb választ biztosít.
mi az antitest vagy immunglobulin Típus?
Antiteststruktúra
minden antitestnek ugyanaz az alapvető szerkezete van, amely négy polipeptidláncból, két könnyű láncból (l lánc) és két nehéz láncból (H lánc) áll, amelyeket diszulfidkötések tartanak össze. Ez a négy polipeptid láncot alkotnak egy molekula szimmetrikus gyakran ábrázolták egy “Y” alakú álló két azonos részre, mindegyik csapágy azonos antigént kötőhely. Az aminosav-szekvencia variabilitása alapján két fő régió (változó és állandó) azonosítható az egyes antitest-polipeptidláncokban. Ezeket a régiókat gyakran változó fényként (VL), állandó fényként (CL), változó nehézként (VH) és állandó nehézként (CH) ábrázolják. Az antitestek aminosav-szekvenciájukban különböznek leginkább a változó régiókban, amelyek hangsúlyozzák antigén specifikusságukat. Az antigénkötő helyek a nehéz (VH) és könnyű (VL) láncok aminosav-termináljaiból vagy változó régióiból alakulnak ki.
a fragmens antigénkötő régió vagy Fab a teljes fénylánc (VL és CL), valamint a nehéz lánc teljes változó (VH) régiója és állandó (CH) régiójának egy része alkotja. A fragmentum kristályosítható régió vagy Fc csak állandó nehéz láncokból áll (CH).
antitest osztály
az Antitestmolekulák két fénylánctípusból, a lambda (λ) vagy a kappa (κ) egyikéből állnak. Az antitest fénylánc típusa nem kapcsolódik az antitest funkció különbségeihez az antigén specifikusságán túl. Ezzel szemben az antitest nehéz láncösszetétele különböző funkcionális tulajdonságokat határoz meg, például kölcsönhatását más fehérjékkel (Fc receptor kötés), komplementaktivációt, aviditást és felezési időt. Az emlősök fő nehéz láncosztályai az M, d, g, A és e, amelyek meghatározzák az IgM, IgD, IgG, IgA és IgE antitestosztályokat vagy izotípusokat. Az IgM az elsődleges immunválasz során jelen lévő fő antitest-izotípus. Az IgG antitest izotípus dominál a másodlagos immunválaszok során, és a leggyakoribb keringő antitest az immunrendszerben. Az antitest izotípusok szerkezetükben és immunológiai funkcióikban is különböznek.
| Antitest Osztály | Nehéz Lánc Osztály | molekulatömegű (kDa) | % A teljes Szérum Antitestek | Funkcionális Tulajdonságok |
|
|
μ (mu) | 900 | 6 |
|
|
|
γ (gamma) | 150 | 80 |
|
|
|
α (alfa) | 385 | 13 |
|
|
|
ε (epsilon) | 200 | 0.002 |
|
|
|
δ (delta) | 180 | 1 |
|
Antitest Kötelező: Antitest antigén kölcsönhatások
az antitest hatásmechanizmusai
az antitest funkciója az immunrendszerben az idegen részecskék specifikus megkötése és kiküszöbölése. Az antitestek több mechanizmuson keresztül eltávolíthatják az idegen antigéneket.
semlegesítés-az Antitestkötés az idegen részecskék semlegesítésére szolgál, megakadályozva a sejtekkel való kölcsönhatást, és ennek következtében sejtkárosodást és inváziót.
Opsonizáció-az antitestek olyan címkékként működhetnek, amelyek immunsejtes mediátorokat toboroznak az idegen anyagok fagocitózis útján történő kiküszöbölésére.
a komplement-antitestek bevonhatják az idegen részecskéket, és aktiválhatják a komplementrendszert, ami az idegen anyag közvetlen líziséhez vagy annak opsonizációjához vezet.
mi a különbség az antitest affinitás és az aviditás között?
az antitestek reverzibilisen kötődnek a specifikus antigéneken belüli egyedi régiókhoz vagy epitópokhoz gyenge, nem kovalens kölcsönhatások révén, amelyek hidrogén, Ionos, hidrofób és Van der Waals kötéseket tartalmaznak. Az antitestkötés erősségét vagy affinitását az egyetlen antitestkötőhely és annak epitópja közötti gyenge kölcsönhatások nettó ereje határozza meg.
antigének lehetnek multivalensek, amelyek antigénenként több azonos epitóp jelenlétére utalnak. A többértékű antigének kölcsönhatásba léphetnek több antitestkötő hellyel. Bármely adott antitestmolekula esetében az aviditást az antigénnel való Összes kölcsönhatás nettó erőssége határozza meg. Az olyan antitestek, mint az IgG, az IgE és az IgD, nagyobb affinitással kötik epitópjaikat, mint az IgM antitestek. Azonban minden IgM molekula antigénenként legfeljebb tíz epitóppal kölcsönhatásba léphet, ezért nagyobb aviditással rendelkezik. A nagy affinitás miatt az IgG antitest izotípus a leggyakoribb antitest típus, amelyet molekuláris és Sejtbiológiai módszerekben használnak.
miben különböznek a poliklonális és monoklonális antitestek?
egy idegen anyagra adott immunválasz során a B-sejtek aktiválása az antigén specifikus antitesteket szekretáló plazma B-sejtek terjeszkedéséhez és képződéséhez vezet. Az antigének azonban szerkezetileg összetettek, több antigén determinánsból vagy epitópból állnak. Bármely adott antigénben a B-sejt felismeri az epitópok sokaságának egyikét, a különböző B-sejtes klónok pedig ugyanazon antigénen belül különböző epitópokra specifikus antitesteket szekretálnak. Az ugyanazon klónból származó B-sejtek által szekretált antitestek monoklonális antitestek, mivel kifejezetten ugyanahhoz az epitóphoz kötődnek. A teljes humorális válasz azonban több B-sejtes klón típus által szekretált antitesteket tartalmaz, és természetesen poliklonális. A B-sejtek által kiválasztott antitestek túlnyomórészt a vér szérumfrakciójában találhatók, az antigén-specifikus antitesteket tartalmazó szérumot gyakran antiszérumnak nevezik.
a monoklonális és poliklonális antitestek hatékony eszközök, amelyek megkönnyítik a komplex biológiai folyamatok elemzését. Számos előnye és hátránya van az egyes típusú antitestekhez, ha molekuláris biológiai eszközként használják.
Hogyan válasszunk a poliklonális vs monoklonális antitest között
válassza a referenciákat
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). A sejt molekuláris biológiája. 4. kiadás. Veleszületett Immunitás. New Yorkban: Garland Science; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
Bonilla, F. A., & Oettgen, H. C. (2010). Adaptív immunitás. Journal of Allergy and Clinical Immunology. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.09.017
Chaplin, D. D. (2010). Az immunválasz áttekintése. Journal of Allergy and Clinical Immunology. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.12.980
Janeway, C. A. J., Travers, P., & Walport, M. (2001). Az immunglobulinok sokféleségének generálása gyakorlatilag. Az Immunbiológiában: az immunrendszer az egészségben és a betegségben. 5. kiadás. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27140/
Molnár, C., & Gair, J. (2015). Fogalmak Biológia-1. kanadai kiadás. Fogalmak Biológia-1. kanadai kiadás.
Nelson, P. N., Reynolds, G. M., Waldron, E. E., Ward, E., Giannopoulos, K., & Murray, P. G. (2000). Demisztifikált: monoklonális antitestek. Journal of Clinical Pathology-molekuláris patológia. https://doi.org/10.1136/mp.53.3.111
Reverberi, R., & Reverberi, L. (2007). Az antigén-antitest reakciót befolyásoló tényezők. Vérátömlesztés. https://doi.org/10.2450/2007.0047-07
Riera Romo, M., Pérez-Martínez, D., & Castillo Ferrer, C. (2016). Veleszületett immunitás gerincesekben: áttekintés. Immunológia. https://doi.org/10.1111/imm.12597
Shishido, S. N., Varahan, S., Yuan, K., Li, X., & Fleming, S. D. (2012). Humorális veleszületett immunválasz és betegség. Klinikai Immunológia. https://doi.org/10.1016/j.clim.2012.06.002
, Fernández-Fuentes, N., Fiser, A., & Casadevall, A. (2007). Az immunglobulin heavy chain állandó régió az antigénnel való antitest-változó régió kölcsönhatások kinetikai és termodinamikai paramétereit befolyásolja. Journal of Biological Chemistry. https://doi.org/10.1074/jbc.M700661200
Tsai, D., Hung, K., Chang, C., & Lin, K. (2019). A B-sejtre adott válaszok szabályozási mechanizmusai és a B-sejtekkel összefüggő betegségekre gyakorolt hatások. J Biomed Sci. https://doi.org/10.1186/s12929-019-0558-1