Wat zijn antilichamen en wat zijn antigenen?
antilichamen zijn grote glycoproteïnen, ook wel immunoglobulinen (IG) genoemd, die worden geproduceerd, celoppervlak tot expressie gebracht en uitgescheiden door immuuncellen, in het bijzonder B-lymfocyten. De antilichamen erkennen buitenlandse binnenvallende micro-organismen door specifiek aan de proteã NEN of antigenen van een ziekteverwekker te binden, die hun neutralisatie en vernietiging vergemakkelijken. De antigenen zijn klassiek gedefinieerd als Om het even welke vreemde substantie die een immune reactie uitlokt. De antilichaamspecificiteit voor om het even welk bepaald antigeen wordt onderstreept door zijn unieke structuur, die antigeen band met hoge precisie toestaat. Omdat de antilichamen hoogst specifiek zijn, dienen zij als zeer nuttige hulpmiddelen in wetenschappelijk onderzoek om de plaats, Overvloed, en functie van proteã nen in dynamische biologische systemen te verduidelijken.
waar komen de antilichamen vandaan?
de belangrijkste rol van het immuunsysteem is het bieden van bescherming tegen vreemde/infectieuze pathogenen en weefselletsel. Het bestaat uit twee hoofdtakken: aangeboren (niet-specifieke) en adaptieve (verworven) immuniteit. De productie en secretie van antilichamen zijn afhankelijk van cellen die tot de adaptieve immuniteitstak behoren.
het aangeboren immuunsysteem
- is gebaseerd op fysieke barrières (bijv. slijmlaag, intact epitheel en het verslaan van trilharen) en chemische barrières (bijv. antimicrobiële peptiden, lage pH en hydrolytische enzymen) om infectie en letsel te voorkomen.
- geeft een snelle generieke of niet-specifieke respons op pathogeen – of schade-afgeleide antigenen, gewoonlijk aangeduid als pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMPs) en schade-geassocieerde moleculaire patronen (DAMPS). Deze reacties worden gemedieerd door interacties met Toll-like receptoren (TLRs).
- omvat oplosbare (bv. cytokines/chemokines en complementfactoren) en cellulaire (bv. fagocytische, killer-en antigeenpresenterende cellen) responsen.
adaptief immuunsysteem
- biedt pathogeenspecifieke immuunrespons door de activering van lymfocytenreceptoren (T-celreceptoren en B-celantigeen-receptoren).
- betreft cellulaire responsen gemedieerd door effector T-lymfocyten en antilichamen geproduceerd door B-lymfocyten.
- resulteert in immuungeheugen voor specifieke antigenen die kunnen worden opgeroepen bij herblootstelling voor een snellere en effectievere respons.
aanmaak van antilichamen door het adaptieve immuunsysteem
het adaptieve immuunsysteem is geëvolueerd om verfijnde reacties op pathogenen en andere vreemde stoffen te genereren. De belangrijkste effectoren van adaptieve cellulaire en humorale immuunreacties zijn respectievelijk de T-en B-lymfocyten. De lymfocyten van B ontwikkelen zich van hematopoietic stamcellen in het beendermerg die tot onrijpe IgM leiden die B-cellen uitdrukken. Na migratie naar de milt differentiëren onvolgroeide B-cellen zich verder in Rijpe of naïeve B-cellen die zowel IgM-als IGD-membraangebonden immunoglobulinetypen tot expressie brengen. De rijpe cellen van B circuleren perifeer door het lymfatische systeem waar zij met buitenlandse antigenen in wisselwerking staan. Zodra een naïeve B-cel een antigeen tegenkomt, kan de activering ervan leiden tot een plasma-B-cel of een geheugen-B-cel. De cellen van geheugen B hebben oppervlakte gebonden antilichamen, terwijl de cellen van plasma B antilichamen afscheiden die specifiek voor het activerende antigeen zijn. De cellen van geheugen B worden snel geactiveerd bij herblootstelling aan hetzelfde antigeen die een snellere en efficiëntere reactie verstrekken.
Wat is het antilichaam-of Immunoglobulinetype?
Antilichaamstructuur
alle antilichamen hebben dezelfde basisstructuur die bestaat uit vier polypeptideketens, twee lichte ketens (L-ketens) en twee zware ketens (H-ketens), bijeengehouden door disulfidebindingen. Deze vier polypeptidekettingen vormen een symmetrische molecule die algemeen wordt afgeschilderd als hebbend een” Y ” vorm en uit twee identieke helften wordt samengesteld, die elk identieke plaatsen van de antigeenband dragen. Gebaseerd op de variabiliteit van de aminozuurvolgorde, zijn twee hoofdgebieden (variabel en constant) identificeerbaar binnen elke antilichaampolypeptideketen. Deze gebieden worden vaak afgebeeld als variabel licht (VL), constant licht (CL), variabel zwaar (VH) en constant zwaar (CH). De antilichamen verschillen het meest in hun aminozuuropeenvolging bij hun veranderlijke gebieden die hun antigeenspecificiteit onderstrepen. De plaatsen van de antigeenband worden gevormd uit de amino terminals of de veranderlijke gebieden van de zware (VH) en lichte (VL) kettingen.
het fragment antigeen-bindingsgebied of Fab wordt gevormd door de volledige lichte keten (VL en CL) en door het volledige variabele gebied (VH) van de zware keten en een deel van het constante gebied (CH). Het fragment kristalliseerbare gebied of Fc bestaat alleen uit constante zware kettingen (CH).
Antilichaamklasse
antilichaammoleculen hebben een van de twee lichtketentypen, lambda (λ) of kappa (κ). Het lichte kettingstype van het antilichaam wordt niet geassocieerd met verschillen in antilichaamfunctie voorbij het verlenen van antigeenspecificiteit. In tegenstelling, bepaalt de zware kettingsamenstelling van een antilichaam diverse functionele eigenschappen zoals zijn interactie met andere proteã nen (FC receptorband), aanvullingsactivering, avidity, en halveringstijd. De belangrijkste zware kettingklassen bij zoogdieren zijn m, d, g, a en e, die respectievelijk de antilichaamklassen of de ISO-typen IgM, IgD, IgG, IgA en IgE bepalen. IgM is het belangrijkste antilichaam isotype aanwezig tijdens een primaire immuunrespons. Het IgG antilichaam isotype overheerst tijdens secundaire immuunresponsen en is het meest voorkomende circulerende antilichaam in het immuunsysteem. Antilichaamisotypen verschillen in structuur en immunologische functies.
| Antilichaam-Klasse | Zware Keten Klasse | Moleculair Gewicht (kDa) | % Totaal Serum Antilichaam | Functionele Eigenschappen |
|
|
μ (mu) | 900 | 6 |
|
|
|
γ (gamma) | 150 | 80 |
|
|
|
α (Alfa) | 385 | 13 |
|
|
|
ε (epsilon) | 200 | 0.002 |
|
|
|
δ (delta) | 180 | 1 |
|
antilichaambinding: Antilichaam antigeen interacties
werkingsmechanismen van antilichamen
De functie van een antilichaam in het immuunsysteem is het specifiek binden en verwijderen van vreemde deeltjes. De antilichamen kunnen vreemde antigenen door verscheidene mechanismen verwijderen.
neutralisatie-antilichaambinding dient om vreemde deeltjes te neutraliseren die interactie met cellen en de daaruit voortvloeiende cellulaire schade en invasie voorkomen.Opsonisatie-antilichamen kunnen fungeren als tags die immune cellulaire mediatoren rekruteren om de vreemde stoffen door fagocytose te elimineren. Complementantilichamen kunnen vreemde deeltjes bedekken en het complementsysteem activeren, wat leidt tot directe lysis van de vreemde stof of verdere opsonisatie ervan induceert.
Wat is het verschil tussen Antilichaamaffiniteit en aviditeit?
antilichamen binden reversibel aan unieke gebieden of epitopen binnen specifieke antigenen door zwakke niet-covalente interacties, waaronder waterstof -, Ionische, hydrofobe en van der Waals-bindingen. De sterkte of affiniteit van antilichaambinding wordt bepaald door de netto kracht van zwakke interactie tussen één enkele antilichaambindingsplaats en zijn epitope.
antigenen kunnen multivalent zijn, wat verwijst naar de aanwezigheid van verschillende identieke epitopen per antigeen. Multivalente antigenen kunnen interageren met meerdere antilichaambindingsplaatsen. Voor om het even welk bepaald antilichaammolecuul wordt zijn avidity bepaald door de netto sterkte van alle interactie met een antigeen. De antilichamen zoals IgG, IgE, en IgD binden hun epitopes met hogere affiniteit dan antilichamen IgM. Nochtans, kan elke molecule IgM met maximaal tien epitopes per antigeen in wisselwerking staan en daarom Grotere avidity hebben. Wegens hoge affiniteit, is het IgG antilichaam isotype het gemeenschappelijkste type van antilichaam dat in moleculaire en de methodes van de celbiologie wordt gebruikt.
hoe verschillen polyklonale en monoklonale antilichamen?
tijdens een immuunrespons op een vreemde stof leidt activering van B-cellen tot expansie en vorming van plasma-B-cellen die antigeenspecifieke antilichamen afscheiden. Antigenen zijn echter structureel complex en bestaan uit meerdere antigene determinanten of epitopen. In om het even welk bepaald antigeen, zal een cel van B één van een veelheid van epitopes erkennen, en de verschillende cel klonen van B zullen antilichamen specifiek aan verschillende epitopes binnen hetzelfde antigeen afscheiden. De antilichamen die door cellen van B van de zelfde kloon worden afgescheiden zijn monoclonal antilichamen aangezien zij specifiek aan zelfde epitope binden. Nochtans, bevat de Algemene humorale reactie antilichamen die door meerdere B-celkloontypes worden afgescheiden en is van nature polyclonal. B cel afgescheiden antilichamen worden voornamelijk gevonden in de serumfractie van het bloed, en serum met antigeen-specifieke antilichamen wordt vaak aangeduid als antiserum.
monoklonale en polyclonale antilichamen zijn krachtige instrumenten die de analyse van complexe biologische processen vergemakkelijken. Verscheidene voordelen en nadelen worden geassocieerd met elk type van antilichaam wanneer gebruikt als moleculaire biologie hulpmiddel.
Hoe te kiezen tussen Polyclonal vs Monoclonal Antilichaam
Selecteer referenties
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Moleculaire Biologie van de cel. 4e editie. Aangeboren Immuniteit. In New York: Garland Science; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
Bonilla, F. A., & Oettgen, H. C. (2010). Adaptieve immuniteit. Journal of Allergy and Clinical Immunology. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.09.017
Chaplin, D. D. (2010). Overzicht van de immuunrespons. 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). Het genereren van diversiteit in immunoglobulinen virtueel. In Immunobiologie: het immuunsysteem in gezondheid en ziekte. 5e editie. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27140/
Molnar, C., & Gair, J. (2015). Concepts of Biology – 1st Canadian Edition. Concepts of Biology – 1st Canadian Edition.Nelson, P. N., Reynolds, G. M., Waldron, E. E., Ward, E., Giannopoulos, K., & Murray, P. G. (2000). Gedemystificeerd: monoklonale antilichamen. Tijdschrift voor Klinische Pathologie-moleculaire pathologie. https://doi.org/10.1136/mp.53.3.111
Reverberi, R., & Reverberi, L. (2007). Factoren die de antigeen-antilichaamreactie beïnvloeden. bloedtransfusie. https://doi.org/10.2450/2007.0047-07
Riera Romo, M., Pérez-Martínez, D., & Castillo Ferrer, C. (2016). Aangeboren immuniteit bij gewervelde dieren: een overzicht. Immunologie. https://doi.org/10.1111/imm.12597
Shishido, S. N., Varahan, S., Yuan, K., Li, X., & Fleming, S. D. (2012). Humorale aangeboren immuunrespons en ziekte. Klinische Immunologie. https://doi.org/10.1016/j.clim.2012.06.002
Torres, M., Fernández-Fuentes, N., Fiser, A., & Casadevall, A. (2007). Het constante gebied van de zware keten van immunoglobuline beà nvloedt kinetische en thermodynamische parameters van de interactie van het antilichaamvariabele gebied met antigeen. Journal of Biological Chemistry. https://doi.org/10.1074/jbc.M700661200
Tsai, D., Hung, K., Chang, C., &Lin, K. (2019). Regulerende mechanismen van B-cel reacties en de implicatie in B-cel-gerelateerde ziekten. J Biomed Sci. https://doi.org/10.1186/s12929-019-0558-1