Antigens at sa uri na. Immunology. Humoral na kadahilanan ng adaptive immunity
Ang mga antigens ay mga sangkap ng isang koloidal na istraktura na dayuhan sa katawan, na, kapag inilabas sa panloob na kapaligiran nito, ay may kakayahang magdulot ng isang tugon na tiyak na reaksyon ng immunological, na nagpapakita mismo, lalo na, sa pagbuo ng mga tiyak na antibodies, ang hitsura ng mga sensitized lymphocytes. , o sa paglitaw ng isang estado ng pagpapaubaya sa sangkap na ito.
Talahanayan 12
Mga tagapagpahiwatig ng pangunahing humoral na mga kadahilanan ng malusog na tao
Ang mga sangkap na antigens ay dapat na banyaga sa katawan, macromolecular, nasa isang colloidal na estado, pumasok sa katawan nang parenteral, i.e. pag-bypass sa gastrointestinal tract, kung saan kadalasang nangyayari ang pagkasira ng sangkap at pagkawala ng pagiging dayuhan nito. Ang pagiging dayuhan ng mga antigen ay dapat na maunawaan bilang isang tiyak na antas ng kemikal na pagkakaiba sa pagitan ng antigen at mga macromolecule ng organismo, sa panloob na kapaligiran kung saan hindi ito pumapasok.
Ang mga simpleng elemento (iron, copper, sulfur, atbp.), Simple at kumplikadong mga inorganic compound (mga acid, salts, atbp.), Pati na rin ang mga simpleng organikong molekula tulad ng monosaccharides, disaccharides, amino acids ay hindi antigens. Ang biosynthesis ng mga molecule na ito ay nagtatapos sa pagbuo ng mga kemikal na katulad na molekula, hindi alintana kung ito ay isinasagawa sa isang hayop, halaman o microbial cell, i.e. ang mga sangkap na ito ay walang pagtitiyak, ang pagtitiyak ay nagpapakita ng sarili sa isang higit pa mataas na lebel organisasyon ng biological macromolecules. Kaya, ang mga amino acid na konektado sa isang polymer chain ay nakakakuha ng antigenicity kung ang chain na ito ay may kasamang higit sa 8 amino acids. Ang terminong "antigenicity" ay kadalasang tumutukoy hindi lamang sa kakayahan ng isang dayuhang sangkap na mag-udyok sa pagbuo ng mga antibodies sa katawan, kundi pati na rin upang pumasok sa isang partikular na kaugnayan sa kanila.
Ang mga katangian ng antigenic ay nauugnay sa molekular na timbang ng macromolecule - dapat itong hindi bababa sa 10 libong daltons. Kung mas mataas ang molecular weight ng isang substance, mas mataas ang antigenicity nito. Kasabay nito, hindi tama na ipalagay na ang isang mataas na molekular na timbang ay isang ipinag-uutos na pag-aari ng isang antigen. Kaya, ang glucagon (pancreatic hormone, mm 3800) vasopressin - angiotensin (mm 1000) ay mayroon ding mga antigenic na katangian.
Nakaugalian na ang pagkakaiba sa pagitan ng kumpletong antigens, may sira na antigens (haptens) at semi-haptens. Ang buong antigens ay tinatawag na mga sanhi ng pagbuo ng mga antibodies o sensitization ng mga lymphocytes at nagagawang tumugon sa kanila kapwa sa katawan at sa mga reaksyon sa laboratoryo. Ang mga protina, polysaccharides, high-molecular nucleic acid at kumplikadong compound ng mga sangkap na ito ay may mga katangian ng ganap na antigens.
Ang mga may sira na antigens, o haptens, sa kanilang mga sarili ay hindi kayang mag-udyok sa pagbuo ng antibody o lymphocyte sensitization. Ang pag-aari na ito ay lilitaw lamang kapag ang mga kumpletong antigens ("konduktor") ay idinagdag sa kanila, at kabilang sa mga nagresultang antibodies o sensitized na mga lymphocyte, ang ilan ay partikular sa "konduktor", at ang ilan ay tiyak sa hapten, kung saan maaari silang mag-react pareho sa vivo at in vitro. .
Ang mga semi-hapten ay medyo simpleng mga sangkap na, sa pagpasok sa panloob na kapaligiran ng isang organismo, ay maaaring kemikal na pagsamahin sa mga protina ng organismo na ito at bigyan sila ng mga katangian ng antigens. Ang ilang mga gamot (iodine, bromine, antipyrine, atbp.) ay maaari ding kabilang sa mga sangkap na ito.
Ang molekula ng antigen ay binubuo ng dalawang hindi pantay na bahagi. Ang aktibo (maliit na bahagi) na may molekular na timbang na humigit-kumulang 350-1000 dalton ay tinatawag na antigenic determinant (epitope) at tinutukoy ang antigenic specificity. Ang mga antigenic determinant ay matatagpuan sa mga lugar na iyon ng molekula ng antigen na pinaka konektado sa microenvironment. Sa isang molekula ng protina, halimbawa, maaari silang matatagpuan hindi lamang sa mga dulo ng polypeptide chain, kundi pati na rin sa iba pang mga bahagi nito. Ang mga antigenic determinant ay naglalaman ng hindi bababa sa tatlong amino acid na may matibay na istraktura (tyrosine, tryptophan, phenylalanine). Ang pagtitiyak ng antigen ay nauugnay din sa pagkakasunud-sunod ng paghahalili ng mga amino acid ng polypeptide chain at ang kumbinasyon ng kanilang mga posisyon na nauugnay sa bawat isa. Humigit-kumulang sa bawat 5000 dalton ng relatibong molekular na timbang ng isang molekula ng antigen, mayroong isang antigenic determinant (epitope). Ang bilang ng mga antigenic determinants sa isang antigen molecule ay tumutukoy sa valency nito. Ito ay mas mataas, mas malaki ang kamag-anak na molekular na timbang ng molekula ng antigen. Kaya, ang diphtheria toxin ay may 8 valences, ang hemocyanin ay may 231, atbp.
Ang natitirang bahagi (hindi aktibo) na bahagi ng molekula ng antigen ay pinaniniwalaan na gumaganap ng papel ng isang determinant carrier at nagtataguyod ng pagtagos ng antigen sa panloob na kapaligiran ng katawan, ang pinocytosis o phagocytosis nito, ang cellular reaction sa pagtagos ng antigen, ang pagbuo ng mga mediator ng intercellular na pakikipag-ugnayan sa immune response (T-lymphocytes ay may mga receptor para sa carrier , B- sa antigenic determinant). Ang mga antigenic determinants ng ilang antigens ay artipisyal na nakuha. Ang kanilang pagpapakilala sa katawan ng mga hayop na walang carrier, laban sa mga inaasahan, ay humahantong sa isang mababang immune response. Sa kasalukuyan, ang mga pag-unlad ay isinasagawa upang lumikha ng mga sintetikong carrier para sa mga sintetikong antigenic determinant.
Para sa pagpapakita ng antigenicity, ang ruta ng pagpapakilala ng antigen sa katawan at ang dosis nito ay napakahalaga. Para sa karamihan ng mga antigen ng bakterya at mga virus, ang kanilang intradermal at subcutaneous administration ay pinaka-epektibo. Ang parehong mga paraan ay mas epektibo kaysa sa intramuscular o intravenous. Ang enteral ruta ng pagpasok para sa maraming antigens ay hindi epektibo. Ang labis na dosis ng mabagal na nailabas na mga antigen ay maaaring magdulot ng immunological paralysis. Ang pagpapakilala ng antigen sa embryo ay humahantong sa paglitaw ng pagpapaubaya pagkatapos ng kapanganakan ng hayop. Depende sa ruta ng pagpasok, mayroong isang nangingibabaw na akumulasyon ng antigen sa isa o ibang organ: kapag ibinibigay sa intravenously, sa pali, bone marrow, at atay; na may subcutaneous - sa mga rehiyonal na lymph node. Sa selula ng katawan, dumarating ang mga antigen bilang resulta ng phago- o pinocytosis. Ang pagpapanatili ng antigen sa katawan ay nakasalalay, ang iba pang mga bagay ay pantay, sa laki at kemikal na istraktura ng mga molekula nito. Ang pinakamahabang pananatili sa katawan (ilang daang araw) ay sinusunod kapag ang antigen ay pinagsama sa isang sangkap na may mahabang kalahating buhay. Ang antigen ay excreted mula sa katawan, higit sa lahat sa ihi at (mas kaunti) sa mga dumi.
Mga protina at carbohydrates sa dugo at lamang loob karaniwang hindi antigenic para sa organismo kung saan sila ay synthesize, at sa parehong oras antigenic para sa iba pang mga indibidwal ng parehong species (isoantigens). Ang pattern na ito ay hindi nalalapat sa tinatawag na trans-barrier organs, i.e. mga organ na nahihiwalay sa daluyan ng dugo sa pamamagitan ng isang espesyal na hadlang (dugo-utak, hematotesticular, atbp.), na ang mga protina ay hindi karaniwang pumapasok sa daluyan ng dugo at mga antigen para sa kanilang sariling katawan. Kasama sa mga organo na ito ang utak, ang lente ng mata, ang mga glandula ng parathyroid, at ang mga testes.
Ang iba't ibang microbes, dahil sa pagiging kumplikado ng kanilang istraktura at komposisyon ng kemikal, ay naglalaman ng iba't ibang mga antigens: mga protina (kumpletong antigens), carbohydrates, lipoid compound (haptens) at ang kanilang mga complex.
Ayon sa anatomical na istruktura ng bacterial cell, mayroong H-antigens (flagelated, kung ang bacterium ay mayroon sila), K-antigens (ibabaw, cell wall antigens - polysaccharides, lipopolysaccharides, proteins), O-antigens (somatic, intracellular - protina, nucleoproteins, bacterial enzymes), antigens na pinalabas ng bacteria sa kanilang kapaligiran (exotoxin proteins, capsule polysaccharides).
Kabilang sa maraming antigens ng microbial cell, may mga likas lamang sa isang partikular na uri ng microbes (type antigens), isang partikular na species (species antigens), pati na rin karaniwan sa isang grupo (pamilya) ng mga microorganism (group antigens). ). Ang mga naturang antigens ay nakuha mula sa mga disintegrated microbes, ang mga hayop ay nabakunahan sa kanila, at ang tipikal, species, at grupong antisera ay nakuha, ayon sa pagkakabanggit. Ang ganitong sera ay ginagamit upang makilala ang hindi kilalang bakterya na nakahiwalay sa katawan ng pasyente (o sa kapaligiran), na tinutukoy hindi lamang ang mga species, kundi pati na rin ang serotype sa loob ng species.
Kaya, ang bacterial cell (tulad ng mga microorganism ng ibang kaharian ng microbes - mga virus, protozoa, fungi) ay isang kumplikadong complex ng maraming antigens. Kapag ito ay pumasok sa panloob na kapaligiran ng macroorganism, marami sa mga antigen na ito ay bubuo ng kanilang sariling mga tiyak na antibodies. Ang ilang mga antigens ay nag-uudyok sa pagbuo ng isang bahagya na kapansin-pansing halaga ng mga antibodies (titer), ang iba - mabilis at makabuluhang pagbuo ng antibody. Alinsunod dito, ang "mahina" at "malakas" na antigens ay nakikilala.
Hindi lahat ng antigens ng isang bacterial cell ay pantay na kasangkot sa induction ng resistensya (immunity) sa muling pagpasok ng mga pathogenic microbes ng parehong species sa macroorganism. Ang kakayahan ng isang antigen na magdulot ng immunity ay tinatawag na immunogenicity, at ang naturang antigen ay tinatawag na immunogen. Napag-alaman din na ang ilang antigens ng ilang microorganism ay maaaring maging sanhi ng pag-unlad ng iba't ibang uri ng hypersensitivity (allergy). Ang ganitong mga antigen ay tinatawag na allergens.
Ang bacterial cell antigens ay nakukuha sa dalawang paraan: preparatively, sa pamamagitan ng paghihiwalay ng cellular structures pagkatapos ng disintegration ng microbes (physical method) o sa pamamagitan ng extraction ng antigenic fractions na may mga kemikal (chemical method).
Ano ang mga antigens
Ang mga ito ay anumang mga sangkap na nilalaman ng mga microorganism at iba pang mga cell (o itinago ng mga ito) na nagdadala ng mga senyales ng genetically alien na impormasyon at posibleng makilala ng immune system ng katawan. Kapag ipinakilala sa panloob na kapaligiran ng katawan, ang mga genetically alien substance na ito ay may kakayahang mag-udyok ng iba't ibang uri ng immune response.
Ang bawat microorganism, gaano man ito ka primitive, ay naglalaman ng ilang antigens. Ang mas kumplikadong istraktura nito, mas maraming antigens ang matatagpuan sa komposisyon nito.
Ang iba't ibang elemento ng microorganism ay may mga antigenic properties - flagella, kapsula, cell wall, cytoplasmic membrane, ribosome at iba pang bahagi ng cytoplasm, pati na rin ang iba't ibang produkto likas na protina na inilabas ng bakterya sa panlabas na kapaligiran, kabilang ang mga toxin at enzymes.
May mga exogenous antigens (pumapasok sa katawan mula sa labas) at endogenous antigens (self-antigens - mga produkto ng sariling mga cell ng katawan), pati na rin ang mga antigens na nagdudulot ng mga allergic reactions - allergens.
Ano ang mga antibodies
Ang katawan ay patuloy na nakakatagpo ng iba't ibang mga antigens. Inaatake ito kapwa mula sa labas - mula sa mga virus at bakterya, at mula sa loob - mula sa mga selula ng katawan na nakakakuha ng mga antigenic na katangian. - mga protina sa serum ng dugo, na ginawa ng mga selula ng plasma bilang tugon sa pagtagos ng antigen sa katawan. Ang mga antibodies ay ginawa ng mga selula ng mga lymphoid organ at nagpapalipat-lipat sa plasma ng dugo, lymph at iba pang mga likido sa katawan.
Ang pangunahing mahalagang papel ng mga antibodies ay ang pagkilala at pagbubuklod ng dayuhang materyal (antigen), pati na rin ang paglulunsad ng mekanismo para sa pagkawasak ng dayuhang materyal na ito. Ang isang mahalaga at natatanging katangian ng mga antibodies ay ang kanilang kakayahang magbigkis ng antigen nang direkta sa anyo kung saan ito pumapasok sa katawan.
Ang mga antibodies ay may kakayahang makilala ang isang antigen mula sa isa pa. Ang mga ito ay may kakayahang tiyak na pakikipag-ugnayan sa isang antigen, ngunit nakikipag-ugnayan lamang sa antigen na iyon (na may mga bihirang eksepsiyon) na nag-udyok sa kanilang pagbuo at lumalapit sa kanila sa mga tuntunin ng spatial na istraktura. Ang kakayahang ito ng isang antibody ay tinatawag complementarity.
Ang isang kumpletong pag-unawa sa molekular na mekanismo ng pagbuo ng antibody ay hindi pa umiiral. Ang mga mekanismo ng molekular at genetic na pinagbabatayan ng pagkilala sa milyun-milyong iba't ibang antigens na matatagpuan sa kapaligiran ay hindi pa pinag-aralan.
Antibodies at immunoglobulins
Noong huling bahagi ng 1930s, nagsimula ang pag-aaral ng molekular na katangian ng mga antibodies. Ang isa sa mga paraan upang pag-aralan ang mga molekula ay electrophoresis, na isinagawa sa parehong mga taon. Ang Electrophoresis ay nagpapahintulot sa mga protina na paghiwalayin sa pamamagitan ng kanilang singil sa kuryente at bigat ng molekular. Ang serum protein electrophoresis ay karaniwang gumagawa ng 5 pangunahing banda na tumutugma (mula + hanggang -) sa mga fraction ng albumin, alpha1-, alpha2-, beta- at gamma-globulins.
Noong 1939, ang Swedish chemist na si Arne Tiselius at ang American immunochemist na si Alvin Kabet (Tiselius, Kabat) ay gumamit ng electrophoresis upang i-fractionate ang serum ng dugo ng mga nabakunahang hayop. Ipinakita ng mga siyentipiko na ang mga antibodies ay nakapaloob sa isang tiyak na bahagi ng mga protina ng serum. Ibig sabihin, ang mga antibodies ay pangunahing tumutukoy sa gamma globulin. Dahil ang ilan ay nahulog din sa lugar ng bbeta globulins, isang mas mahusay na termino ang iminungkahi para sa mga antibodies - immunoglobulins.
Alinsunod sa internasyonal na pag-uuri, ang kabuuan ng mga protina ng serum na may mga katangian ng mga antibodies ay tinatawag mga immunoglobulin at tinutukoy ng simbolong Ig (mula sa salitang "Immunoglobulin").
Termino "immunoglobulins" sumasalamin sa istrukturang kemikal ng mga molekula ng mga protinang ito. Termino "antibody" tinutukoy ang mga functional na katangian ng molekula at isinasaalang-alang ang kakayahan ng isang antibody na tumugon lamang sa isang tiyak na antigen.
Noong nakaraan, ipinapalagay na ang mga immunoglobulin at antibodies ay magkasingkahulugan. Sa kasalukuyan, mayroong isang opinyon na ang lahat ng mga antibodies ay mga immunoglobulin, ngunit hindi lahat ng mga molekula ng immunoglobulin ay may function ng mga antibodies.
Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga antibodies lamang na may kaugnayan sa antigen, i.e. kung kilala ang antigen. Kung hindi natin alam ang antigen na pantulong sa ilang immunoglobulin na mayroon tayo "sa ating mga kamay", kung gayon mayroon lamang tayong immunoglobulin. Sa anumang antiserum, bilang karagdagan sa mga antibodies laban sa antigen na ito, mayroong isang malaking bilang ng mga immunoglobulin na ang aktibidad ng antibody ay hindi matukoy, ngunit hindi ito nangangahulugan na ang mga immunoglobulin na ito ay hindi mga antibodies sa anumang iba pang mga antigen. Ang tanong ng pagkakaroon ng mga molekula ng immunoglobulin na sa una ay walang mga katangian ng mga antibodies ay bukas pa rin.
Ang mga antibodies (AT, immunoglobulins, IG, Ig) ay ang sentral na pigura ng humoral immunity. Ang pangunahing papel sa immune defense ng katawan ay nilalaro ng mga lymphocytes, na nahahati sa dalawang pangunahing kategorya - T-lymphocytes at B-lymphocytes.
Ang mga antibodies o immunoglobulins (Ig) ay na-synthesize ng B-lymphocytes, at mas partikular ng mga antibody-forming cells (AFCs). Ang synthesis ng mga antibodies ay nagsisimula bilang tugon sa mga antigen na pumapasok sa panloob na kapaligiran ng katawan. Upang mag-synthesize ng mga antibodies, ang mga selulang B ay nangangailangan ng pakikipag-ugnayan sa isang antigen at ang nagresultang pagkahinog ng mga selulang B sa mga selulang gumagawa ng antibody. Ang isang makabuluhang bilang ng mga antibodies ay ginawa ng tinatawag na mga selula ng plasma na nabuo mula sa B-lymphocytes - AFC, na nakita sa dugo at mga tisyu. Ang mga immunoglobulin ay matatagpuan sa maraming dami sa serum, interstitial fluid at iba pang mga lihim, na nagbibigay ng isang humoral na tugon.
Mga klase ng immunoglobulin
Ang mga immunoglobulin (Ig) ay naiiba sa istraktura at paggana. Mayroong 5 iba't ibang klase ng immunoglobulin na matatagpuan sa mga tao: IgG,IgA,IgM,IgE,IgD, ang ilan sa mga ito ay higit na nahahati sa mga subclass. Mayroong mga subclass sa mga immunoglobulin ng mga klase G (Gl, G2, G3, G4), A (A1, A2) at M (M1, M2).
Tinatawag ang mga klase at subclass na pinagsama-sama mga isotype mga immunoglobulin.
Ang mga antibodies ng iba't ibang klase ay naiiba sa laki ng mga molekula, ang singil ng molekula ng protina, ang komposisyon ng amino acid at ang nilalaman ng bahagi ng carbohydrate. Ang pinaka-pinag-aralan na klase ng antibodies ay IgG.
Karaniwan, ang mga immunoglobulin ng klase ng IgG ay nangingibabaw sa serum ng dugo ng tao. Binubuo nila ang humigit-kumulang 70-80% ng kabuuang serum antibodies. Ang nilalaman ng IgA - 10-15%, IgM - 5-10%. Ang nilalaman ng mga immunoglobulin ng mga klase ng IgE at IgD ay napakaliit - mga 0.1% para sa bawat isa sa mga klase na ito.
Hindi dapat isipin ng isang tao na ang mga antibodies laban sa isang partikular na antigen ay nabibilang lamang sa isa sa limang klase ng mga immunoglobulin. Sa kabaligtaran, ang mga antibodies laban sa parehong antigen ay maaaring katawanin ng iba't ibang klase ng Ig.
Ang pinakamahalagang papel na diagnostic ay nilalaro sa pamamagitan ng pagpapasiya ng mga antibodies ng mga klase M at G, dahil pagkatapos ng impeksyon sa isang tao, ang mga antibodies ng klase M ay lilitaw muna, pagkatapos ay ang klase G, at ang huling immunoglobulins A at E.
Immunogenicity at antigenicity ng antigens
Bilang tugon sa pagpasok ng mga antigens sa katawan, nagsisimula ang isang buong kumplikadong mga reaksyon, na naglalayong palayain ang panloob na kapaligiran ng katawan mula sa mga produkto ng dayuhang genetic na impormasyon. Ang hanay ng mga proteksiyong reaksyon ng immune system ay tinatawag na immune response.
Immunogenicity tinatawag na kakayahan ng isang antigen na mag-udyok ng isang immune response, iyon ay, upang mag-udyok ng isang tiyak na proteksiyon na reaksyon ng immune system. Ang immunogenicity ay maaari ding ilarawan bilang ang kakayahang lumikha ng kaligtasan sa sakit.
Ang immunogenicity ay higit na nakasalalay sa likas na katangian ng antigen, ang mga katangian nito (molecular weight, mobility ng antigen molecules, hugis, istraktura, kakayahang magbago), sa ruta at paraan ng pagpasok ng antigen sa katawan, pati na rin ang mga karagdagang epekto at ang genotype ng tatanggap.
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang isa sa mga anyo ng tugon ng immune system sa pagpapakilala ng isang antigen sa katawan ay ang biosynthesis ng mga antibodies. Ang mga antibodies ay maaaring magbigkis sa antigen na naging sanhi ng kanilang pagbuo, at sa gayon ay pinoprotektahan ang katawan mula sa posible nakakapinsalang epekto mga dayuhang antigen. Kaugnay nito, ipinakilala ang konsepto ng antigenicity.
antigenicity- ito ang kakayahan ng isang antigen na partikular na makipag-ugnayan sa mga kadahilanan ng kaligtasan sa sakit, ibig sabihin, upang makipag-ugnayan sa mga produkto ng immune response na dulot ng partikular na sangkap na ito (antibodies at T- at B-antigen-recognizing receptors).
Ilang termino ng molecular biology
Mga lipid(mula sa ibang Greek λίπος - fat) - isang malawak na grupo ng medyo magkakaibang natural na organikong compound, kabilang ang mga taba at mga sangkap na tulad ng taba. Ang mga lipid ay matatagpuan sa lahat ng mga buhay na selula at isa sa mga pangunahing bahagi ng mga biological na lamad. Ang mga ito ay hindi matutunaw sa tubig at lubos na natutunaw sa mga organikong solvent. Phospholipids- kumplikadong mga lipid na naglalaman ng mas mataas na fatty acid at isang residue ng phosphoric acid.
Conformation mga molekula (mula sa lat. conformatio - hugis, konstruksyon, kaayusan) - mga geometric na hugis na maaaring kunin ng mga molekula ng mga organikong compound kapag umiikot ang mga atomo o grupo ng mga atomo (substituents) sa paligid ng mga simpleng bono habang pinapanatili ang pagkakasunud-sunod ng kemikal na bono ng mga atom (estruktura ng kemikal) , mga haba ng bono at mga anggulo ng valence.
Mga organikong compound (asid) ng isang espesyal na istraktura. Ang kanilang mga molekula ay sabay-sabay na naglalaman ng mga grupo ng amino (NH 2) at mga pangkat ng carboxyl (COOH). Ang lahat ng mga amino acid ay binubuo lamang ng 5 elemento ng kemikal: C, H, O, N, S.
Mga peptide(Greek πεπτος - masustansya) - isang pamilya ng mga sangkap na ang mga molecule ay binuo mula sa dalawa o higit pang mga residue ng amino acid na konektado sa isang chain sa pamamagitan ng peptide (amide) bond. Ang mga peptide na ang pagkakasunud-sunod ay mas mahaba kaysa sa humigit-kumulang 10-20 amino acid residues ay tinatawag polypeptides.
Sa polypeptide chain mayroong N-terminus, na nabuo ng isang libreng α-amino group at C-terminus pagkakaroon ng libreng α-carboxyl group. Ang mga peptide ay isinusulat at binabasa mula sa N-terminus hanggang sa C-terminus - mula sa N-terminal amino acid hanggang sa C-terminal amino acid.
Mga residu ng amino acid ay mga monomer ng amino acid na bumubuo sa mga peptide. Ang residue ng amino acid na may libreng amino group ay tinatawag na N-terminal at nakasulat sa kaliwa, at ang pagkakaroon ng libreng α-carboxyl group ay tinatawag na C-terminal at nakasulat sa kanan.
mga protina karaniwang tinutukoy bilang polypeptides na naglalaman ng humigit-kumulang 50 residue ng amino acid. Bilang isang kasingkahulugan para sa terminong "protina", ang terminong "protina" ay ginagamit din (mula sa Greek protos - ang una, pinakamahalaga). Ang molekula ng anumang protina ay may mahusay na tinukoy, medyo kumplikado, tatlong-dimensional na istraktura.
Ang mga residue ng amino acid sa mga protina ay karaniwang tinutukoy gamit ang isang tatlong-titik o isang-titik na code. Ang tatlong-titik na code ay isang pagdadaglat ng mga pangalan sa Ingles para sa mga amino acid at kadalasang ginagamit sa siyentipikong panitikan. Ang isang letrang code ay kadalasang walang intuitive na koneksyon sa mga pangalan ng mga amino acid at ginagamit sa bioinformatics upang kumatawan sa isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid bilang teksto na madali para sa pagsusuri ng computer.
peptide backbone. Sa polypeptide chain, ang sequence ng atoms -NH-CH-CO- ay inuulit ng maraming beses. Ang sequence na ito ay bumubuo sa peptide backbone. Ang polypeptide chain ay binubuo ng isang polypeptide backbone (skeleton), na may regular, paulit-ulit na istraktura, at mga indibidwal na side group (R-groups).
Mga bono ng peptide pagsamahin ang mga amino acid sa peptides. Ang mga peptide bond ay nabuo sa pamamagitan ng interaksyon ng α-carboxyl group ng isang amino acid at ang α-amino group mula sa susunod na amino acid. Ang mga bono ng peptide ay napakalakas at hindi kusang nasisira sa ilalim ng mga normal na kondisyon na umiiral sa mga selula.
Ang mga grupo ng mga atomo -CO-NH- na paulit-ulit na maraming beses sa mga molekula ng peptide ay tinatawag mga pangkat ng peptide. Ang peptide group ay may matibay na planar (flat) na istraktura.
Conformation ng protina- lokasyon ng polypeptide chain sa kalawakan. Ang spatial na istraktura na katangian ng isang molekula ng protina ay nabuo dahil sa mga interaksyon ng intramolecular. Ang mga linear polypeptide chain ng mga indibidwal na protina, dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga functional na grupo ng mga amino acid, ay nakakakuha ng isang tiyak na three-dimensional na istraktura, na tinatawag na "conformation ng protina".
Ang proseso ng pagbuo ng isang functionally active protein conformation ay tinatawag natitiklop. Ang katigasan ng peptide bond ay binabawasan ang bilang ng mga antas ng kalayaan ng polypeptide chain, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa proseso ng natitiklop.
Mga globular at fibrillar na protina. Ang mga protina na pinag-aralan sa ngayon ay maaaring nahahati sa dalawang malalaking klase ayon sa kakayahang kumuha ng isang tiyak na geometric na hugis sa solusyon: fibrillar(naunat sa isang sinulid) at globular(ginulong sa isang bola). Ang mga polypeptide chain ng fibrillar proteins ay pinahaba, nakaayos parallel sa isa't isa at bumubuo ng mahabang filament o mga layer. Sa mga globular na protina, ang mga polypeptide chain ay mahigpit na nakatiklop sa mga globules - mga compact na spherical na istruktura.
Dapat pansinin na ang mga protina ay conventionally nahahati sa fibrillar at globular, dahil mayroong isang malaking bilang ng mga protina na may isang intermediate na istraktura.
Pangunahing istraktura ng isang protina(pangunahing istraktura ng protina) ay isang linear na pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na bumubuo ng isang protina sa isang polypeptide chain. Ang mga amino acid ay pinagsama-sama ng mga peptide bond. Ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ay isinulat simula sa C-terminus ng molekula patungo sa N-terminus ng polypeptide chain.
P.s.b ay antas ng elementarya istrukturang organisasyon ng isang molekula ng protina. Unang P.S.B. ay itinatag ni F. Sanger para sa insulin (Nobel Prize para sa 1958).
(pangalawang istraktura ng protina) - ang pagtula ng isang polypeptide chain ng protina bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng malapit na pagitan ng mga amino acid sa parehong peptide chain - sa pagitan ng mga amino acid na matatagpuan ng ilang residues mula sa bawat isa.
Ang pangalawang istraktura ng mga protina ay isang spatial na istraktura na nabuo bilang isang resulta ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan panksyunal na grupo na bumubuo sa peptide backbone.
Ang pangalawang istraktura ng mga protina ay dahil sa kakayahan ng mga peptide bond group sa mga pakikipag-ugnayan ng hydrogen sa pagitan ng mga functional na grupo -C=O at -NH- ng peptide backbone. Sa kasong ito, ang peptide ay may posibilidad na magpatibay ng isang conform sa pagbuo ng maximum na bilang ng mga hydrogen bond. Gayunpaman, ang posibilidad ng kanilang pagbuo ay limitado sa likas na katangian ng peptide bond. Samakatuwid, ang peptide chain ay nakakakuha ng hindi isang arbitrary, ngunit isang mahigpit na tinukoy na conform.
Ang pangalawang istraktura ay nabuo mula sa mga segment ng polypeptide chain na kasangkot sa pagbuo ng isang regular na network ng mga hydrogen bond.
Sa madaling salita, ang pangalawang istraktura ng isang polypeptide ay ang conformation ng pangunahing chain nito (backbone) nang hindi isinasaalang-alang ang conformation ng mga side group.
Ang polypeptide chain ng isang protina, na natitiklop sa ilalim ng pagkilos ng mga hydrogen bond sa isang compact form, ay maaaring bumuo ng isang tiyak na bilang ng mga regular na istruktura. Kilala ang ilang ganoong istruktura: α (alpha)-helix, β (beta)-structure (isa pang pangalan ay β-folded layer o β-folded sheet), random coil and turn. Ang isang bihirang uri ng pangalawang istraktura ng mga protina ay π-helice. Sa una, ang mga mananaliksik ay naniniwala na species na ito Ang helix ay hindi nangyayari sa kalikasan, ngunit kalaunan ang mga helice na ito ay natuklasan sa mga protina.
Ang α-helix at β-istruktura ay ang masigasig na pinaka-kanais-nais na mga conformation, dahil pareho silang pinapatatag ng hydrogen bond. Bilang karagdagan, ang parehong α-helix at ang β-istruktura ay higit na nagpapatatag sa pamamagitan ng mahigpit na pag-iimpake ng mga atomo ng backbone, na magkatugma tulad ng mga piraso ng parehong jigsaw puzzle.
Ang mga fragment na ito at ang kanilang kumbinasyon sa ilang protina, kung mayroon man, ay tinatawag ding pangalawang istraktura ng protina na ito.
Sa istraktura ng mga globular na protina, maaaring mayroong mga fragment ng isang regular na istraktura ng lahat ng uri sa anumang kumbinasyon, ngunit maaaring walang isa. Sa fibrillar proteins, lahat ng residues ay nabibilang sa isang uri: halimbawa, ang lana ay naglalaman ng α-helice, at ang sutla ay naglalaman ng β-structure.
Kaya, kadalasan ang pangalawang istraktura ng isang protina ay ang pagtiklop ng chain ng polypeptide ng protina sa mga α-helical na seksyon at β-structural formations (mga layer) na may partisipasyon ng mga hydrogen bond. Kung ang mga bono ng hydrogen ay nabuo sa pagitan ng mga baluktot na site ng isang chain, pagkatapos ay tinatawag silang intrachain, kung sa pagitan ng mga chain - interchain. Ang mga hydrogen bond ay matatagpuan patayo sa polypeptide chain.
α-helix- ay nabuo sa pamamagitan ng intrachain hydrogen bonds sa pagitan ng NH group ng isang amino acid residue at ang CO group ng ikaapat na residue mula dito. Katamtamang habaα-helice sa mga protina - 10 residue ng amino acid
Sa α-helix, ang mga hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng oxygen atom ng carbonyl group at ng hydrogen ng amide nitrogen ng ika-4 na amino acid mula dito. Lahat ng C=O at N-H pangunahing polypeptide chain. Ang mga side chain ng residues ng amino acid ay matatagpuan sa kahabaan ng periphery ng helix at hindi nakikilahok sa pagbuo ng pangalawang istraktura.
mga istruktura ng β ay nabuo sa pagitan ng mga linear na rehiyon ng peptide backbone ng isang polypeptide chain, kaya bumubuo ng mga nakatiklop na istruktura (ilang zigzag polypeptide chain).
Ang β-istruktura ay nabuo dahil sa pagbuo ng maraming hydrogen bond sa pagitan ng mga atomo ng mga peptide group ng mga linear na kadena. Sa mga istrukturang β, ang mga bono ng hydrogen ay nabuo sa pagitan ng mga amino acid o iba't ibang mga chain ng protina na medyo malayo sa isa't isa sa pangunahing istraktura, at hindi malapit na pagitan, tulad ng kaso sa α-helix.
Sa ilang mga protina, ang mga istruktura ng β ay maaaring mabuo dahil sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga atomo ng peptide backbone ng iba't ibang mga polypeptide chain.
Ang mga polypeptide chain o mga bahagi nito ay maaaring bumuo ng parallel o antiparallel β structures. Kung ang konektadong ilang mga kadena ng polypeptide ay nakadirekta nang tapat, at ang N- at C-terminal ay hindi magkatugma, kung gayon antiparallelβ-istraktura, kung magkatugma ang mga ito - parallelβ-istruktura.
Ang isa pang pangalan para sa β-structure ay β-sheet(β-pleated layers, β-sheets). Ang β-sheet ay nabuo mula sa dalawa o higit pang β-structural na rehiyon ng polypeptide chain, na tinatawag na β-strands (β-strands). Karaniwan, ang mga β-sheet ay matatagpuan sa mga globular na protina at naglalaman ng hindi hihigit sa 6 na β-strand.
β-strands(β-strands) ay mga seksyon ng isang molekula ng protina kung saan ang mga bono ng peptide backbone ng ilang sunud-sunod na polypeptides ay nakaayos sa isang flat conformation. Sa mga ilustrasyon, ang mga β-strand ng protina ay minsan ay inilalarawan bilang mga flat na "ribbons na may mga arrow" upang bigyang-diin ang direksyon ng polypeptide chain.
Ang pangunahing bahagi ng β-strands ay matatagpuan sa tabi ng iba pang mga strand at bumubuo sa kanila ng isang malawak na sistema ng hydrogen bond sa pagitan ng C=O at N-H na mga grupo ng pangunahing chain ng protina (peptide backbone). Maaaring i-package ang mga β-strands
Magulo gusot- ito ay isang seksyon ng peptide chain na walang anumang regular, pana-panahong spatial na organisasyon. Ang mga nasabing site sa bawat protina ay may sariling nakapirming conformation, na tinutukoy ng komposisyon ng amino acid ng site na ito, pati na rin ang pangalawang at tertiary na istruktura ng mga katabing rehiyon na nakapalibot sa "random na tangle". Sa mga lugar ng isang disordered coil, ang peptide chain ay medyo madaling yumuko at magbago ng conform, habang ang α-helice at β-folded layer ay medyo matibay na istruktura.
Ang isa pang anyo ng pangalawang istraktura ay tinutukoy bilang β-turn. Ang istraktura na ito ay nabuo sa pamamagitan ng 4 o higit pang mga residue ng amino acid na may isang hydrogen bond sa pagitan ng una at huling, at sa paraan na ang peptide chain ay nagbabago ng direksyon ng 180 °. Ang istraktura ng loop ng naturang pagliko ay pinapatatag ng isang hydrogen bond sa pagitan ng carbonyl oxygen ng residue ng amino acid sa simula ng pagliko at ng pangkat ng N-H ng ikatlong downstream na residue sa dulo ng pagliko.
Kung ang mga antiparallel β-strands ay lumalapit sa β-turn mula sa magkabilang dulo, kung gayon ang isang pangalawang istraktura ay nabuo, na tinatawag na β-hairpin(β-hairpin)
Tertiary na istraktura ng isang protina(tertiary structure ng protina) - Sa solusyon sa ilalim ng mga kondisyong pisyolohikal, ang polypeptide chain ay natitiklop sa isang compact formation na may isang tiyak na spatial na istraktura, na tinatawag na tertiary structure ng protina. Ito ay nabuo bilang resulta ng self-folding dahil sa interaksyon sa pagitan ng mga radical (covalent at hydrogen bonds, ionic at hydrophobic interactions). Sa unang pagkakataon T.s.b. ay itinatag para sa myoglobin protein nina J. Kendrew at M. Perutz noong 1959 (Nobel Prize para sa 1962). T.s.b. halos ganap na tinutukoy ng pangunahing istraktura ng protina. Sa kasalukuyan, gamit ang mga pamamaraan ng X-ray diffraction analysis at nuclear magnetic spectroscopy (NMR spectroscopy), ang spatial (tertiary) na istruktura ng isang malaking bilang ng mga protina ay natukoy.
Quaternary na istraktura ng protina. Ang mga protina na binubuo ng isang solong polypeptide chain ay mayroon lamang isang tertiary na istraktura. Gayunpaman, ang ilang mga protina ay binuo mula sa ilang mga polypeptide chain, na ang bawat isa ay may isang tersiyaryong istraktura. Para sa mga naturang protina, ang konsepto ng isang quaternary na istraktura ay ipinakilala, na kung saan ay ang organisasyon ng ilang polypeptide chain na may isang tertiary na istraktura sa isang solong functional na molekula ng protina. Ang nasabing protina na may istrukturang quaternary ay tinatawag na oligomer, at ang mga polypeptide chain nito na may istrukturang tersiyaryo ay tinatawag na mga protomer o mga subunit.
conjugate(conjugate, lat. conjugatio - koneksyon) - isang artipisyal na synthesized (chemically o sa pamamagitan ng recombination in vitro) hybrid molecule kung saan ang dalawang molekula na may magkaibang mga katangian ay konektado (pinagsama); malawakang ginagamit sa medisina at pang-eksperimentong biology.
Haptens
Haptens- ito ay "inferior antigens" (ang termino ay iminungkahi ng immunologist na si K. Landsteiner). Kapag ipinakilala sa katawan sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang haptens ay hindi makapag-udyok ng immune response sa katawan, dahil mayroon silang napakababang immunogenicity.
Kadalasan, ang haptens ay mga compound na mababa ang bigat ng molekular (molecular weight na mas mababa sa 10 kDa). Kinikilala sila ng organismo ng tatanggap bilang genetically alien (i.e., mayroon silang specificity), ngunit dahil sa kanilang mababang molekular na timbang, hindi sila mismo ang nagiging sanhi mga reaksyon ng immune. Gayunpaman, hindi nila nawala ang kanilang antigenicity na ari-arian, na nagpapahintulot sa kanila na partikular na makipag-ugnayan sa mga handa na mga kadahilanan ng kaligtasan sa sakit (antibodies, lymphocytes).
Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, posibleng pilitin ang immune system ng macroorganism na partikular na tumugon sa hapten bilang isang ganap na antigen. Upang gawin ito, kinakailangan na artipisyal na palakihin ang molekula ng hapten - upang ikonekta ito sa isang malakas na bono na may sapat na malaking molekula ng protina o iba pang polimer ng carrier. Ang conjugate na na-synthesize sa ganitong paraan ay magkakaroon ng lahat ng mga katangian ng isang ganap na antigen at magiging sanhi ng immune response kapag ipinakilala sa katawan.
Epitopes (mga pantukoy na antigenic)
Nagagawa ng katawan na bumuo ng mga antibodies sa halos anumang bahagi ng molekula ng antigen, ngunit karaniwan itong hindi nangyayari sa isang normal na tugon ng immune. Ang mga kumplikadong antigens (protina, polysaccharides) ay may mga espesyal na site kung saan ang isang tiyak na immune response ay talagang nabuo. Ang mga nasabing lugar ay tinatawag mga epitope(epitope), mula sa Griyego. epi - on, over, over at topos - lugar, lugar. kasingkahulugan - antigenic determinant.
Ang mga site na ito ay binubuo ng ilang mga amino acid o carbohydrates, ang bawat site ay isang pangkat ng mga residue ng amino acid ng isang antigen ng protina o isang seksyon ng isang polysaccharide chain. Nagagawang makipag-ugnayan ng mga epitope sa mga partikular na receptor ng mga lymphocytes, sa gayon ay nag-uudyok ng immune response, at sa mga antigen-binding center ng mga partikular na antibodies.
Ang mga epitope ay magkakaiba sa kanilang istraktura. Ang isang antigenic determinant (epitope) ay maaaring isang surface area ng protina na nabuo ng mga amino acid radical, isang hapten, o isang prosthetic na grupo ng isang protina (isang non-protein component na nauugnay sa isang protina), lalo na ang mga polysaccharide group ng glycoproteins.
Ang mga antigenic determinants o epitope ay mga partikular na rehiyon ng three-dimensional na istraktura ng antigens. Mayroong iba't ibang uri ng mga epitope - linear At conformational.
Ang mga linear na epitope ay nabuo sa pamamagitan ng isang linear na pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid.
Bilang resulta ng pag-aaral ng istruktura ng mga protina, napag-alaman na ang mga molekula ng protina ay may kumplikadong spatial na istraktura. Kapag natitiklop (sa isang bola), ang mga macromolecule ng protina ay maaaring lumapit sa mga residu na malayo sa isa't isa sa isang linear na pagkakasunud-sunod, na bumubuo ng isang conformational antigenic determinant.
Bilang karagdagan, mayroong mga terminal epitope (na matatagpuan sa mga seksyon ng terminal ng molekula ng antigen) at mga sentral. Tinutukoy din nila ang "malalim", o nakatago, antigenic determinants na lumilitaw kapag ang antigen ay nawasak.
Ang mga molekula ng karamihan sa mga antigen ay medyo malaki. Ang isang macromolecule ng protina (antigen), na binubuo ng ilang daang amino acid, ay maaaring maglaman ng maraming iba't ibang epitope. Ang ilang mga protina ay maaaring magkaroon ng parehong antigenic determinant sa ilang mga kopya (paulit-ulit na antigenic determinants).
Laban sa isang epitope, isang malawak na hanay ng iba't ibang mga antibodies ang nabuo. Ang bawat isa sa mga epitope ay may kakayahang pasiglahin ang paggawa ng iba't ibang partikular na antibodies. Maaaring gumawa ng mga partikular na antibodies para sa bawat isa sa mga epitope.
May kababalaghan immunodominance, na nagpapakita ng sarili sa katotohanan na ang mga epitope ay naiiba sa kanilang kakayahang mag-udyok ng immune response.
Hindi lahat ng epitope sa isang protina ay pantay na antigenic. Bilang isang patakaran, ang ilang mga epitope ng isang antigen ay may espesyal na antigenicity, na ipinapakita sa nangingibabaw na pagbuo ng mga antibodies laban sa mga epitope na ito. Ang isang hierarchy ay itinatag sa spectrum ng mga epitope ng isang molekula ng protina - ang ilan sa mga epitope ay nangingibabaw at karamihan sa mga antibodies ay partikular na nabuo sa kanila. Ang mga epitope na ito ay tinatawag immunodominant epitopes. Ang mga ito ay halos palaging matatagpuan sa mga kilalang bahagi ng molekula ng antigen.
Ang istraktura ng mga antibodies (immunoglobulins)
Immunoglobulins IgG batay sa pang-eksperimentong data. Ang bawat residue ng amino acid ng isang molekula ng protina ay inilalarawan bilang isang maliit na bola. Ang visualization ay binuo gamit ang RasMol program.
Noong ika-20 siglo, hinangad ng mga biochemist na malaman kung anong mga variant ng immunoglobulin ang umiiral at kung ano ang istraktura ng mga molekula ng mga protina na ito. Ang istraktura ng mga antibodies ay itinatag sa kurso ng iba't ibang mga eksperimento. Karaniwan, sila ay binubuo sa katotohanan na ang mga antibodies ay ginagamot ng mga proteolytic enzymes (papain, pepsin), at sumailalim sa alkylation at pagbawas sa mercaptoethanol.
Pagkatapos ay pinag-aralan ang mga katangian ng nakuha na mga fragment: ang kanilang molekular na timbang (chromatography), quaternary structure (X-ray diffraction analysis), ang kakayahang magbigkis sa isang antigen, atbp. Ginamit din ang mga antibodies sa mga fragment na ito: nalaman kung ang mga antibodies sa isang uri ng mga fragment ay maaaring magbigkis sa mga fragment ng ibang uri. Batay sa data na nakuha, isang modelo ng isang molekula ng antibody ay binuo.
Higit sa 100 taon ng pananaliksik sa istraktura at paggana ng mga immunoglobulin ay na-highlight lamang ang kumplikadong katangian ng mga protina na ito. Sa kasalukuyan, ang istraktura ng mga molekula ng immunoglobulin ng tao ay hindi pa ganap na inilarawan. Karamihan sa mga mananaliksik ay nakatuon ang kanilang mga pagsisikap hindi sa paglalarawan ng istraktura ng mga protina na ito, ngunit sa pagpapalabas ng mga mekanismo kung saan ang mga antibodies ay nakikipag-ugnayan sa mga antigens. Bilang karagdagan, ang mga molekula ng antibody
Sa kabila ng dapat na pagkakaiba-iba ng mga immunoglobulin, ang kanilang mga molekula ay inuri ayon sa mga istrukturang kasama sa mga molekulang ito. Ang pag-uuri na ito ay batay sa katotohanan na ang mga immunoglobulin ng lahat ng mga klase ay binuo ayon sa isang pangkalahatang plano, ay may isang tiyak na unibersal na istraktura.
Ang mga molekula ng immunoglobulin ay mga kumplikadong spatial formations. Nang walang pagbubukod, ang lahat ng mga antibodies ay nabibilang sa parehong uri ng mga molekula ng protina na may isang globular pangalawang istraktura, na tumutugma sa kanilang pangalan - "immunoglobulins" (ang pangalawang istraktura ng isang protina ay isang paraan ng pagtula ng polypeptide chain nito sa espasyo). Maaari silang mga monomer o polimer na binuo mula sa ilang mga subunit.
Mabigat at magaan na polypeptide chain sa istruktura ng mga immunoglobulin
Mga kadena ng peptide ng mga immunoglobulin. Imahe ng eskematiko. Ang mga variable na rehiyon ay minarkahan ng mga tuldok na linya.
Ang istrukturang yunit ng immunoglobulin ay isang monomer, isang molekula na binubuo ng mga polypeptide chain na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng disulfide bond (S-S bridges).
Kung ang isang molekula ng Ig ay ginagamot ng 2-mercaptoethanol (isang reagent na sumisira sa mga bono ng disulfide), pagkatapos ay mabubulok ito sa mga pares ng polypeptide chain. Ang mga resultang polypeptide chain ay inuri ayon sa molekular na timbang: magaan at mabigat. Ang mga light chain ay may mababang molekular na timbang (mga 23 kD) at itinalaga ng titik L, mula sa Ingles. Banayad - madali. Ang mabibigat na chain H (mula sa English. Heavy - heavy) ay may mataas na molecular weight (nag-iiba-iba sa pagitan ng 50 - 73 kD).
Ang tinatawag na monomeric immunoglobulin ay naglalaman ng dalawang L-chain at dalawang H-chain. Ang magaan at mabibigat na kadena ay pinagsasama-sama ng mga tulay na disulfide. Ang mga bono ng disulfide ay nagkokonekta sa mga magaan na kadena sa mabibigat na kadena, gayundin sa mga mabibigat na kadena sa isa't isa.
Ang pangunahing structural subunit ng lahat ng klase ng immunoglobulin ay ang light chain-heavy chain (L-H) na pares. Ang istraktura ng mga immunoglobulin ng iba't ibang klase at subclass ay naiiba sa bilang at lokasyon ng disulfide bond sa pagitan ng mabibigat na kadena, gayundin sa bilang ng (L-H) na mga subunit sa molekula. Ang mga H-chain ay pinagsasama-sama ng ibang bilang ng mga disulfide bond. Ang mga uri ng mabibigat at magaan na kadena na bumubuo sa iba't ibang klase ng mga immunoglobulin ay magkakaiba din.
Ipinapakita ng figure ang scheme ng organisasyon ng IgG bilang isang tipikal na immunoglobulin. Tulad ng lahat ng immunoglobulin, ang IgG ay naglalaman ng dalawang magkaparehong mabibigat na (H) na kadena at dalawang magkaparehong liwanag (L) na kadena, na pinagsama sa isang apat na kadena na molekula sa pamamagitan ng mga interchain na disulfide bond (-S-S-). Ang tanging disulfide bond na nagkokonekta sa H at L chain ay matatagpuan malapit sa C-terminus ng light chain. Mayroon ding disulfide bond sa pagitan ng dalawang mabibigat na kadena.
Mga domain sa isang molekula ng antibody
Ang magaan at mabibigat na polypeptide chain sa komposisyon ng Ig molecule ay may isang tiyak na istraktura. Ang bawat chain ay may kondisyong nahahati sa mga partikular na seksyon na tinatawag na mga domain.
Ang parehong magaan at mabibigat na kadena ay hindi tuwid na mga hibla. Sa loob ng bawat chain, sa regular at humigit-kumulang pantay na pagitan ng 100-110 amino acids, may mga disulfide bridge na bumubuo ng mga loop sa istraktura ng bawat chain. Ang pagkakaroon ng disulfide bridges ay nangangahulugan na ang bawat loop sa peptide chain ay dapat bumuo ng isang compactly folded globular domain. Kaya, ang bawat polypeptide chain sa komposisyon ng isang immunoglobulin ay bumubuo ng ilang mga globular domain sa anyo ng mga loop, kabilang ang humigit-kumulang 110 amino acid residues.
Masasabi nating ang mga molekula ng immunoglobulin ay binuo mula sa magkahiwalay na mga domain, na ang bawat isa ay matatagpuan sa paligid ng tulay na disulfide at homologous sa iba.
Sa bawat isa sa mga light chain ng antibody molecule, mayroong dalawang intrachain disulfide bond, ayon sa pagkakabanggit, ang bawat light chain ay may dalawang domain. Ang bilang ng naturang mga bono sa mabibigat na tanikala ay nag-iiba; ang mabibigat na kadena ay naglalaman ng apat o limang domain. Ang mga domain ay pinaghihiwalay ng madaling organisadong mga segment. Ang pagkakaroon ng naturang mga pagsasaayos ay nakumpirma ng direktang mga obserbasyon at sa pamamagitan ng genetic analysis.
Pangunahin, pangalawa, tertiary at quaternary na istraktura ng mga immunoglobulin
Ang istraktura ng molekula ng immunoglobulin (pati na rin ang iba pang mga protina) ay tinutukoy ng pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na istraktura. Ang pangunahing istraktura ay ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na bumubuo sa magaan at mabibigat na kadena ng mga immunoglobulin. Ang pagsusuri ng X-ray diffraction ay nagpakita na ang magaan at mabibigat na kadena ng mga immunoglobulin ay binubuo ng mga compact globular domain (ang tinatawag na immunoglobulin domain). Ang mga domain ay nakaayos sa isang katangian na istrukturang tersiyaryo na tinatawag na immunoglobulin fold.
Ang mga domain ng immunoglobulin ay mga rehiyon sa tertiary na istraktura ng molekula ng Ig, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na awtonomiya ng istrukturang organisasyon. Ang mga domain ay nabuo ng iba't ibang mga segment ng parehong polypeptide chain, na nakatiklop sa "coils" (globules). Kasama sa globule ang humigit-kumulang 110 residue ng amino acid.
Ang mga domain ay may katulad na pangkalahatang istraktura at ilang partikular na function sa isa't isa. Sa loob ng mga domain, ang mga fragment ng peptide na bumubuo sa domain ay bumubuo ng isang compactly packed na antiparallel β-sheet na istraktura na pinatatag ng mga hydrogen bond (ang pangalawang istraktura ng protina). Halos walang mga rehiyon na may α-helical conformation sa istruktura ng domain.
Ang pangalawang istraktura ng bawat isa sa mga domain ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasalansan ng isang pinahabang polypeptide chain pabalik-balik sa sarili nito sa dalawang antiparallel β-layer (β-sheet) na naglalaman ng ilang β-folds. Ang bawat β-sheet ay may patag na hugis - ang mga polypeptide chain sa β-folds ay halos ganap na pinahaba.
Ang dalawang β-sheet na bumubuo sa domain ng immunoglobulin ay nakasalansan sa isang istraktura na tinatawag na β-sandwich ("tulad ng dalawang piraso ng tinapay sa ibabaw ng bawat isa"). Ang istruktura ng bawat domain ng immunoglobulin ay pinatatag ng isang intradomain na disulfide bond - ang mga β-sheet ay covalently na iniuugnay ng isang disulfide bond sa pagitan ng mga cysteine residues ng bawat β-sheet. Ang bawat β-sheet ay binubuo ng mga antiparallel β-strands na konektado ng mga loop na may iba't ibang haba.
Ang mga domain, sa turn, ay magkakaugnay sa pamamagitan ng pagpapatuloy ng polypeptide chain, na umaabot sa kabila ng β-pleated na mga sheet. Ang mga bukas na seksyon ng polypeptide chain sa pagitan ng mga globules ay lalong sensitibo sa mga proteolytic enzymes.
Ang mga globular domain ng isang pares ng magaan at mabibigat na chain ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa upang bumuo ng isang quaternary na istraktura. Dahil dito, ang mga functional na fragment ay nabuo na nagpapahintulot sa molekula ng antibody na partikular na magbigkis sa antigen at, sa parehong oras, magsagawa ng isang bilang ng mga biological effector function.
Variable at pare-parehong mga domain
Ang mga domain sa mga peptide chain ay naiiba sa constancy ng kanilang komposisyon ng amino acid. May mga variable at pare-pareho ang mga domain (rehiyon). Ang mga variable na domain ay tinutukoy ng letrang V, mula sa English. variable - "nababago" at tinatawag na V-domain. Ang mga permanenteng (constant) na domain ay tinutukoy ng titik C, mula sa English constant - "permanent" at tinatawag na C-domains.
Ang mga immunoglobulin na ginawa ng iba't ibang mga clone ng mga selula ng plasma ay may mga variable na domain ng iba't ibang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid. Ang pare-parehong mga domain ay magkapareho o napakalapit para sa bawat immunoglobulin isotype.
Ang bawat domain ay may label na may titik na nagsasaad kung ito ay kabilang sa magaan o mabigat na kadena at isang numerong nagsasaad ng posisyon nito.
Ang unang domain sa magaan at mabibigat na kadena ng lahat ng antibodies ay lubos na nagbabago sa pagkakasunud-sunod ng amino acid; ito ay tinutukoy bilang V L at V H, ayon sa pagkakabanggit.
Ang pangalawa at kasunod na mga domain sa parehong mabibigat na kadena ay mas pare-pareho sa pagkakasunud-sunod ng amino acid. Ang mga ito ay itinalagang C H o C H 1, C H 2 at C H 3. Ang mga immunoglobulin ng IgM at IgE ay may karagdagang C H 4 na domain sa heavy chain, na matatagpuan sa likod ng domain ng C H 3.
Ang kalahati ng light chain kasama ang carboxyl end ay tinatawag na C L constant region, at ang N-terminal na kalahati ng light chain ay tinatawag na V L variable region.
Ang mga kadena ng karbohidrat ay nauugnay din sa domain ng C H 2. Ang mga immunoglobulin ng iba't ibang klase ay malaki ang pagkakaiba sa bilang at pagsasaayos ng mga grupo ng carbohydrate. Ang mga bahagi ng carbohydrate ng mga immunoglobulin ay may katulad na istraktura. Binubuo ang mga ito ng isang pare-parehong core at isang variable na panlabas na bahagi. Ang mga bahagi ng karbohidrat ay nakakaapekto sa mga biological na katangian ng mga antibodies.
Mga fragment ng Fab at Fc ng isang molekula ng immunoglobulin
Ang mga variable na domain ng magaan at mabibigat na kadena (V H at V L) kasama ang pare-parehong mga domain na pinakamalapit sa kanila (C H 1 at CL 1) ay bumubuo ng mga antibody na Fab fragment (fragment, antigen binding). Ang site ng immunoglobulin na nagbubuklod sa isang tiyak na antigen ay nabuo ng mga variable na rehiyon ng N-terminal ng magaan at mabibigat na kadena, i.e. V H - at V L -mga domain.
Ang natitira, na kinakatawan ng C-terminal heavy chain constant na mga domain, ay tinutukoy bilang ang Fc fragment (fragment, crystallisable). Kasama sa Fc fragment ang natitirang mga domain ng C H na pinagsasama-sama ng mga disulfide bond. Ang isang rehiyon ng bisagra ay matatagpuan sa junction ng mga fragment ng Fab at Fc, na nagbibigay-daan sa mga fragment na nagbubuklod ng antigen na magbuka para sa mas malapit na pakikipag-ugnay sa antigen.
Lugar ng bisagra
Sa hangganan ng Fab- at Fc-fragment ay ang tinatawag na. "rehiyon ng bisagra" na may nababaluktot na istraktura. Nagbibigay ito ng mobility sa pagitan ng dalawang Fab fragment ng isang Y-shaped na antibody molecule. Ang kadaliang mapakilos ng mga fragment ng isang molekula ng antibody na nauugnay sa bawat isa ay isang mahalagang katangian ng istruktura ng mga immunoglobulin. Ang ganitong uri ng interpeptide compound ay nagbibigay ng istraktura ng molekula dynamism - pinapayagan ka nitong madaling baguhin ang conform depende sa nakapalibot na mga kondisyon at estado.
Ang rehiyon ng bisagra ay isang bahagi ng mabigat na kadena. Ang rehiyon ng bisagra ay naglalaman ng mga disulfide bond na nagkokonekta sa mabibigat na kadena sa isa't isa. Ang bawat klase ng immunoglobulins ay may sariling rehiyon ng bisagra.
Sa mga immunoglobulin (maliban sa IgM at IgE), ang rehiyon ng bisagra ay binubuo ng isang maikling segment ng mga amino acid at matatagpuan sa pagitan ng mga rehiyon ng C H 1 at C H 2 ng mabibigat na kadena. Ang segment na ito ay kadalasang binubuo ng cysteine at proline residues. Ang mga cysteine ay kasangkot sa pagbuo ng mga tulay na disulfide sa pagitan ng mga kadena, at ang mga labi ng proline ay pumipigil sa pagtitiklop sa isang globular na istraktura.
Karaniwang istraktura ng isang immunoglobulin molecule gamit ang IgG bilang isang halimbawa
Ang pagguhit ng eskematiko sa isang patag na pagguhit ay hindi tumpak na sumasalamin sa istraktura ng Ig; sa katunayan, ang mga variable na domain ng magaan at mabibigat na kadena ay hindi nakaayos nang magkatulad, ngunit mahigpit, naka-crosswise na magkakaugnay sa bawat isa.
Maginhawang isaalang-alang ang tipikal na istraktura ng isang immunoglobulin gamit ang halimbawa ng isang molekulang antibody ng klase ng IgG. Sa kabuuan, mayroong 12 domain sa molekula ng IgG - 4 sa mabibigat na kadena at 2 sa magaan na kadena.
Ang bawat light chain ay may kasamang dalawang domain - isang variable (V L , variable domain ng light chain) at isang constant (C L , constant domain ng light chain). Ang bawat mabibigat na kadena ay naglalaman ng isang variable na domain (V H , variable na domain ng heavy chain) at tatlong pare-parehong domain (C H 1–3, pare-parehong domain ng heavy chain). Humigit-kumulang isang-kapat ng mabibigat na kadena, kabilang ang N-terminus, ay itinalaga sa variable na rehiyon ng H-chain (V H), ang natitira dito ay pare-parehong mga rehiyon (CH 1, CH 2, CH 3).
Ang bawat pares ng variable na domain na V H at V L na matatagpuan sa katabing heavy at light chain, ay bumubuo ng variable na fragment (Fv, variable na fragment).
Mga uri ng mabibigat at magaan na kadena sa komposisyon ng mga molekula ng antibody
Ayon sa mga pagkakaiba sa pangunahing istraktura ng mga permanenteng rehiyon, ang mga kadena ay nahahati sa mga uri. Ang mga uri ay tinutukoy ng pangunahing pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mga kadena at ang antas ng kanilang glycosylation. Ang mga light chain ay nahahati sa dalawang uri: κ at λ (kappa at lambda), ang mabibigat na chain ay nahahati sa limang uri: α, γ, μ, ε at δ (alpha, gamma, mu, epsilon at delta). Kabilang sa iba't ibang mabibigat na kadena ng mga uri ng alpha, mu at gamma, ang mga subtype ay nakikilala.
Pag-uuri ng mga immunoglobulin
Ang mga immunoglobulin ay inuri ayon sa uri ng H-chain (mabibigat na kadena). Ang patuloy na mga rehiyon ng mabibigat na kadena sa mga immunoglobulin ng iba't ibang klase ay hindi pareho. Ang mga immunoglobulin ng tao ay nahahati sa 5 klase at isang bilang ng mga subclass, ayon sa mga uri ng mabibigat na kadena na bahagi ng mga ito. Ang mga klase na ito ay tinatawag na IgA, IgG, IgM, IgD at IgE.
Ang mga H-chain mismo ay itinalaga ng isang Greek letter na tumutugma sa malaking Latin na letra ng pangalan ng isa sa mga immunoglobulin. Ang IgA ay may mabibigat na kadena α (alpha), IgM - μ (mu), IgG - γ (gamma), IgE - ε (epsilon), IgD - δ (delta).
Ang mga immunoglobulin na IgG, IgM at IgA ay may bilang ng mga subclass. Ang paghahati sa mga subclass (subtypes) ay nangyayari rin depende sa mga katangian ng H-chain. Sa mga tao, mayroong 4 na subclass ng IgG: IgG1, IgG2, IgG3, at IgG4, na naglalaman ng γ1, γ2, γ3, at γ4 na mabibigat na kadena, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga H chain na ito ay naiiba sa maliliit na detalye ng Fc fragment. Para sa μ-chain, 2 subtype ang kilala - μ1- at μ2-. Ang IgA ay may 2 subclass: IgA1 at IgA2 na may α1 at α2 na mga subtype ng α chain.
Sa bawat molekula ng immunoglobulin, lahat ng mabibigat na kadena ay nabibilang sa parehong uri, ayon sa klase o subclass.
Ang lahat ng 5 klase ng immunoglobulin ay binubuo ng mabibigat at magaan na kadena.
Ang mga light chain (L-chain) sa mga immunoglobulin ng iba't ibang klase ay pareho. Ang lahat ng immunoglobulin ay maaaring magkaroon ng parehong κ (kappa) o parehong λ (lambda) na light chain. Ang mga immunoglobulin ng lahat ng klase ay nahahati sa K- at L-type, depende sa presensya sa kanilang mga molekula ng light chain ng κ- o λ-types, ayon sa pagkakabanggit. Sa mga tao, ang ratio ng K- at L-type ay 3:2.
Ang mga klase at subclass na pinagsama ay tinatawag na immunoglobulin isotypes. Ang isotype ng mga antibodies (klase, subclass ng immunoglobulins - IgM1, IgM2, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2, IgD, IgE) ay tinutukoy ng mga C-domain ng mabibigat na kadena.
Ang bawat klase ay may kasamang malaking pagkakaiba-iba ng mga indibidwal na immunoglobulin, na naiiba sa pangunahing istraktura ng mga variable na rehiyon; ang kabuuang bilang ng mga immunoglobulin ng lahat ng klase ay ≈ 10^7.
Ang istraktura ng mga molekula ng antibody ng iba't ibang klase
Mga scheme ng istraktura ng mga immunoglobulin. (A) - monomeric IgG, IgE, IgD, IgA; (B) - polymeric secretory Ig A (slgA) at IgM (C); (1) - bahagi ng secretory; (2) - pagkonekta ng J-chain.
1. Mga klase ng antibodies IgG, IgD at IgE
Ang mga molekula ng antibodies ng mga klase na IgG, IgD at IgE ay monomeric; sila ay hugis Y.
Ang mga immunoglobulin ng IgG ay nagkakahalaga ng 75% ng kabuuang mga immunoglobulin ng tao. Ang mga ito ay matatagpuan kapwa sa dugo at sa labas ng mga daluyan ng dugo. Ang isang mahalagang katangian ng IgG ay ang kanilang kakayahang tumawid sa inunan. Kaya, ang mga maternal antibodies ay pumapasok sa katawan ng isang bagong panganak na bata at pinoprotektahan siya mula sa impeksyon sa mga unang buwan ng buhay (natural na passive immunity).
Ang mga IgD ay pangunahing matatagpuan sa lamad ng B-lymphocytes. Mayroon silang istraktura na katulad ng IgG, 2 aktibong sentro. Ang mabigat na kadena (δ-chain) ay binubuo ng isang variable at 3 pare-parehong mga domain. Ang rehiyon ng bisagra ng δ chain ay ang pinakamahaba, at ang lokalisasyon ng mga carbohydrate sa chain na ito ay hindi pangkaraniwan.
IgE - ang konsentrasyon ng klase ng immunoglobulins na ito sa serum ng dugo ay napakababa. Ang mga molekula ng IgE ay pangunahing naayos sa ibabaw ng mga mast cell at basophil. Sa istraktura nito, ang IgE ay katulad ng IgG, mayroon itong 2 aktibong sentro. Ang mabigat na kadena (ε-chain) ay may isang variable at 4 na pare-parehong mga domain. Ipinapalagay na ang IgE ay mahalaga sa pagbuo ng anthelminthic immunity. Ang IgE ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pathogenesis ng ilang mga allergic na sakit (bronchial asthma, hay fever) at anaphylactic shock.
2. Antibody klase IgM at IgA
Ang mga immunoglobulin na IgM at IgA ay bumubuo ng mga istrukturang polimer. Para sa polymerization, ang IgM at IgA ay may kasamang karagdagang polypeptide chain na may molecular weight na 15 kDa, na tinatawag na J-chain (joint-bond, mula sa English joining - connection). Ang J-chain na ito ay nagbubuklod sa mga terminal na cysteine sa C-terminus ng mabibigat na μ- at α-chain ng IgM at IgA, ayon sa pagkakabanggit.
Sa ibabaw ng mature B-lymphocytes, ang mga molekula ng IgM ay matatagpuan sa anyo ng mga monomer. Gayunpaman, sa serum sila ay umiiral bilang mga pentamer: ang molekula ng IgM ay binubuo ng limang mga molekulang istruktura na nakaayos nang radial. Ang IgM pentamer ay nabuo mula sa limang "slingshot" monomer, katulad ng IgG, na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng disulfide bond at isang J-chain. Ang kanilang mga Fc fragment ay nakadirekta sa gitna (kung saan sila ay konektado ng isang J-strand), at ang mga Fab fragment ay nakadirekta palabas.
Sa IgM, ang mga heavy (H) na chain ay binubuo ng 5 domain, dahil naglalaman ang mga ito ng 4 na pare-parehong domain. Ang mga mabibigat na kadena ng IgM ay walang rehiyon ng bisagra; ang papel nito ay ginagampanan ng domain na C H 2, na may ilang conformational lability.
Ang IgM ay na-synthesize pangunahin sa panahon ng pangunahing pagtugon sa immune at higit na nakapaloob sa intravascular bed. Ang halaga ng Ig M sa serum ng dugo ng mga malulusog na tao ay humigit-kumulang 10% ng kabuuang halaga ng Ig.
Ang IgA antibodies ay binuo mula sa iba't ibang dami ng monomer. Ang mga immunoglobulin ng Class A ay nahahati sa dalawang uri: serum at secretory. Karamihan (80%) ng IgA na nasa serum ng dugo ay may monomeric na istraktura. Mas mababa sa 20% ng IgA sa serum ay kinakatawan ng mga dimeric na molekula.
Ang Secretory IgA ay hindi matatagpuan sa dugo, ngunit bilang bahagi ng exosecretions sa mauhog lamad at itinalagang sIgA. Sa mucosal secretions, ang IgA ay naroroon bilang mga dimer. Ang Secretory IgA ay bumubuo ng isang dimer ng dalawang "slingshots" (Ig monomers). Ang mga C-terminal ng mabibigat na kadena sa molekula ng sIgA ay magkakaugnay ng isang J-chain at isang molekula ng protina na tinatawag na "secretory component".
Ang bahagi ng secretory ay ginawa ng mga epithelial cells ng mauhog lamad. Nakakabit ito sa molekula ng IgA habang dumadaan ito sa mga epithelial cells. Pinoprotektahan ng secretory component ang sIgA mula sa cleavage at inactivation ng proteolytic enzymes, na matatagpuan sa malalaking dami sa sikreto ng mauhog lamad.
Ang pangunahing tungkulin ng sIgA ay protektahan ang mga mucous membrane mula sa impeksyon. Napakahalaga ng papel ng sIgA sa pagbibigay ng lokal na kaligtasan sa sakit, dahil. ang kabuuang lugar ng mga mucous membrane sa katawan ng isang may sapat na gulang ay ilang daang metro kuwadrado at malayong lumampas sa ibabaw ng balat.
Ang mataas na konsentrasyon ng sIgA ay matatagpuan sa gatas ng suso ng kababaihan, lalo na sa mga unang araw ng paggagatas. Pinoprotektahan nila ang gastrointestinal tract ng bagong panganak mula sa impeksyon.
Ang mga sanggol ay ipinanganak na walang IgA at nakukuha ito mula sa gatas ng kanilang ina. Mapagkakatiwalaan na ipinakita na ang mga batang pinapasuso ay mas malamang na magdusa mula sa mga impeksyon sa bituka at mga sakit sa paghinga kumpara sa mga batang tumatanggap ng artipisyal na nutrisyon.
Ang mga antibodies ng klase ng IgA ay bumubuo ng 15-20% ng kabuuang nilalaman ng mga immunoglobulin. Ang IgA ay hindi tumatawid sa placental barrier. Ang Ig A ay synthesized ng mga selula ng plasma na matatagpuan higit sa lahat sa submucosal tissues, sa mucous epithelial surface ng respiratory tract, urogenital at intestinal tract, sa halos lahat ng excretory glands. Ang bahagi ng Ig A ay pumapasok sa pangkalahatang sirkulasyon, ngunit karamihan sa mga ito ay tinatago nang lokal sa mga mucous membrane sa anyo ng sIgA at nagsisilbing isang lokal na proteksiyon na immunological barrier ng mauhog lamad. Ang Serum IgA at sIgA ay magkaibang mga immunoglobulin, ang sIgA ay wala sa serum ng dugo.
Ang mga indibidwal na may IgA immunodeficiency ay may posibilidad na magkaroon ng mga sakit na autoimmune, mga impeksyon sa respiratory tract, maxillary at frontal sinuses, at mga sakit sa bituka.
Pag-cleavage ng isang immunoglobulin molecule ng mga enzyme
Ang mga proteolytic enzymes (tulad ng papain o pepsin) ay bumabagsak sa mga molekula ng immunoglobulin sa mga fragment. Kasabay nito, sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga protease, maaaring makuha ang iba't ibang mga produkto. Ang mga fragment ng immunoglobulin na nakuha sa ganitong paraan ay maaaring gamitin para sa pananaliksik o medikal na layunin.
Ang globular na istraktura ng mga immunoglobulin at ang kakayahan ng mga enzyme na hatiin ang mga molekula na ito sa malalaking bahagi sa mahigpit na tinukoy na mga lugar, at hindi masira ang mga ito sa mga oligopeptides at amino acid, ay nagpapahiwatig ng isang sobrang siksik na istraktura.
1. Pag-cleavage ng immunoglobulin molecule ng papain. Mga fragment ng Fab at Fc ng mga antibodies.
Sa huling bahagi ng 50s - unang bahagi ng 60s, ang Ingles na siyentipiko na si R.R. Sinuri ni Porter ang mga istrukturang katangian ng IgG antibodies sa pamamagitan ng paghihiwalay ng kanilang molekula sa papain (isang purified papaya juice enzyme). Sinisira ng papain ang immunoglobulin sa rehiyon ng bisagra, sa itaas ng mga interchain na disulfide bond. Hinahati ng enzyme na ito ang molekula ng immunoglobulin sa tatlong mga fragment na humigit-kumulang sa parehong laki.
Dalawa sa kanila ang pinangalanan fab fragment(mula sa English fragment antigen-binding - isang antigen-binding fragment). Ang mga fragment ng fab ay ganap na magkapareho at, tulad ng ipinakita ng mga pag-aaral, ay idinisenyo upang magbigkis sa isang antigen. Ang rehiyon ng heavy chain sa loob ng Fab fragment ay tinatawag na Fd; ito ay binubuo ng V H at C H 1 na mga domain.
Ang ikatlong fragment ay maaaring maging crystallized mula sa solusyon at hindi maaaring magbigkis sa antigen. Ang piraso na ito ay tinatawag na Fc fragment(mula sa English na fragment na crystallisable - isang fragment ng crystallization). Ito ay responsable para sa mga biological function ng antibody molecule pagkatapos ng pagbubuklod ng antigen at ang Fab na bahagi ng intact antibody molecule.
Ang fragment ng Fc ay may parehong istraktura para sa mga antibodies ng bawat klase at subclass at naiiba para sa mga antibodies na kabilang sa iba't ibang mga subclass at klase.
Ang Fc fragment ng molecule ay nakikipag-ugnayan sa mga cell ng immune system: neutrophils, macrophage at iba pang mononuclear phagocytes na nagdadala ng mga receptor para sa Fc fragment sa kanilang ibabaw. Kung ang mga antibodies ay nakagapos sa mga pathogenic microorganism, maaari rin silang makipag-ugnayan sa mga phagocytes sa kanilang Fc fragment. Dahil dito, ang mga selula ng pathogen ay masisira ng mga phagocytes na ito. Sa katunayan, ang mga antibodies ay kumikilos sa kasong ito bilang mga intermediary molecule.
Kasunod nito, nalaman na ang mga fragment ng Fc ng mga immunoglobulin sa loob ng parehong isotype sa isang partikular na organismo ay mahigpit na magkapareho, anuman ang pagtitiyak ng antibody para sa antigen. Para sa invariance na ito, nagsimula silang tawaging mga pare-parehong rehiyon (fragment constant - Fc, ang pagdadaglat ay nag-tutugma).
2. Pag-cleavage ng immunoglobulin molecule ng pepsin.
Ang isa pang proteolytic enzyme - pepsin - ay pumuputol sa molekula sa ibang lugar, mas malapit sa C-terminus ng H-chain kaysa sa papain. Ang cleavage ay nangyayari "sa ibaba" ng mga disulfide bond na humahawak sa H-chain na magkasama. Bilang resulta, sa ilalim ng pagkilos ng pepsin, nabuo ang isang bivalent antigen-binding F(ab")2 fragment at isang truncated pFc" fragment. Ang fragment ng pFc" ay ang C-terminal na bahagi ng rehiyon ng Fc.
Pinuputol ng Pepsin ang pFc" na fragment mula sa malaking fragment na may sedimentation constant na 5S. Ang malaking fragment na ito ay tinatawag na F(ab")2 dahil, tulad ng parent antibody, ito ay bivalent para sa antigen binding. Binubuo ito ng konektadong mga fragment ng Fab na konektado ng isang disulfide bridge sa rehiyon ng bisagra. Ang mga fragment ng Fab na ito ay monovalent at homologous sa papain na mga fragment ng Fab I at II, ngunit ang kanilang Fd fragment ay halos sampung residue ng amino acid na mas malaki.
Antigen-binding site ng antibodies (paratopes)
Kasama sa Fab fragment ng isang immunoglobulin ang mga V-domain ng parehong chain, C L at C H 1 na mga domain. Ang antigen-binding site ng Fab fragment ay nakatanggap ng ilang pangalan: ang aktibo o antigen-binding site ng antibodies, antideterminant, o paratope.
Ang mga variable na segment ng magaan at mabibigat na kadena ay kasangkot sa pagbuo ng mga aktibong site. Ang aktibong site ay isang puwang na matatagpuan sa pagitan ng mga variable na domain ng magaan at mabibigat na kadena. Pareho sa mga domain na ito ay kasangkot sa pagbuo ng aktibong site.
Molecule ng immunoglobulin. L - mga light chain; H - mabibigat na kadena; V - variable na rehiyon; C - pare-pareho ang rehiyon; Ang mga rehiyon ng N-terminal ng L- at H-chain (V-region) ay bumubuo ng dalawang antigen-binding center sa loob ng mga fragment ng Fab.
Ang bawat Fab fragment ng IgG immunoglobulins ay may isang antigen-binding site. Ang mga aktibong sentro ng antibodies ng ibang mga klase na maaaring makipag-ugnayan sa antigen ay matatagpuan din sa mga fragment ng Fab. Ang mga antibodies na IgG, IgA at IgE ay may 2 aktibong sentro, IgM - 10 sentro bawat isa.
Ang mga immunoglobulin ay maaaring magbigkis ng mga antigen na may iba't ibang kemikal na kalikasan: peptides, carbohydrates, sugars, polyphosphates, steroid molecules.
Ang isang mahalaga at natatanging pag-aari ng mga antibodies ay ang kanilang kakayahang pumasok sa pagbubuklod sa buo, katutubong mga molekula ng antigens, nang direkta sa anyo kung saan ang antigen ay pumasok sa panloob na kapaligiran ng katawan. Hindi ito nangangailangan ng anumang metabolic pretreatment ng mga antigens.
Istraktura ng mga domain sa komposisyon ng mga molekula ng immunoglobulin
Ang pangalawang istraktura ng mga polypeptide chain ng immunoglobulin molecule ay may istraktura ng domain. Ang mga hiwalay na seksyon ng mabibigat at magaan na kadena ay nakatiklop sa mga globule (mga domain), na konektado ng mga linear na fragment. Ang bawat domain ay halos cylindrical ang hugis at isang β-sheet na istraktura na nabuo mula sa antiparallel β-folds. Sa loob ng balangkas ng pangunahing istraktura, mayroong isang tiyak na pagkakaiba sa pagitan ng mga domain ng C at V, na makikita sa halimbawa ng isang light chain.
Ang figure ay schematically na nagpapakita ng natitiklop ng isang solong polypeptide chain ng Bence-Jones protein na naglalaman ng mga domain ng V L at CL. Ang pamamaraan ay binuo ayon sa pagsusuri ng X-ray diffraction - isang paraan na nagbibigay-daan sa iyo upang maitatag ang tatlong-dimensional na istraktura ng mga protina. Ipinapakita ng diagram ang pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng V at C na mga domain.
Ang itaas na bahagi ng figure ay schematically na nagpapakita ng spatial folding ng pare-pareho (C) at variable (V) na mga domain ng light chain ng molekula ng protina. Ang bawat domain ay isang cylindrical na "hugis-barrel" (hugis-barrel) na istraktura kung saan ang mga seksyon ng polypeptide chain (β-strands) na tumatakbo sa magkasalungat na direksyon (i.e. antiparallel) ay naka-pack upang bumuo sila ng dalawang β-sheet na pinagsasama-sama ng isang koneksyon ng disulfide.
Ang bawat isa sa mga domain, V- at C-, ay binubuo ng dalawang β-sheet (mga layer na may β-pleated na istraktura). Ang bawat β-sheet ay naglalaman ng ilang antiparallel (pumupunta sa magkasalungat na direksyon) β-strands: sa C-domain, ang β-sheet ay naglalaman ng apat at tatlong β-strand, sa V-domain, ang parehong mga layer ay binubuo ng apat na β-strands. Sa figure, ang mga β-strand ay ipinapakita sa dilaw at berde para sa C domain at pula at asul para sa V domain.
Sa ibaba ng figure, ang mga domain ng immunoglobulin ay tinalakay nang mas detalyado. Ang kalahati ng larawan na ito ay nagpapakita ng pag-aayos ng mga β-strands para sa V- at C-domain ng light chain. Posibleng isaalang-alang nang mas malinaw ang paraan kung saan inilatag ang kanilang mga polypeptide chain, na lumilikha ng pangwakas na istraktura, kapag bumubuo ng mga β-sheet mula sa kanila. Upang ipakita ang fold, ang mga β-strand ay nilagyan ng label ayon sa alpabeto ayon sa pagkakasunud-sunod ng paglitaw ng mga ito sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na bumubuo sa domain. Ang pagkakasunud-sunod sa bawat β-sheet ay isang katangian ng mga domain ng immunoglobulin.
Ang mga β-sheet (mga layer) sa mga domain ay konektado ng isang disulfide bridge (bond) na humigit-kumulang sa gitna ng bawat domain. Ang mga bono na ito ay ipinapakita sa figure: isang disulfide bond ay ipinapakita sa pagitan ng mga layer, pagkonekta sa B at F folds at pagpapatatag ng istraktura ng domain.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng V at C na mga domain ay ang V domain ay mas malaki at naglalaman ng mga karagdagang β-strand, na itinalaga bilang Cʹ at Cʹʹ. Sa figure, ang Cʹ at Cʹ β-strands na nasa mga V domain ngunit wala sa C domain ay minarkahan ng isang asul na parihaba. Makikita na ang bawat polypeptide chain ay bumubuo ng nababaluktot na mga loop sa pagitan ng sunud-sunod na β-strands kapag nagbabago ng direksyon. Sa V domain, ang mga nababaluktot na loop na nabuo sa pagitan ng ilan sa mga β-strands ay pumapasok sa istraktura ng aktibong site ng immunoglobulin molecule.
Mga hypervariable na rehiyon sa loob ng mga V-domain
Ang antas ng pagkakaiba-iba sa loob ng mga variable na domain ay hindi pantay na ipinamamahagi. Hindi ang buong variable na domain ay variable sa komposisyon ng amino acid nito, ngunit isang maliit na bahagi lamang nito - hypervariable mga lugar. Ang mga ito ay nagkakahalaga ng halos 20% ng pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mga V-domain.
Sa istraktura ng buong molekula ng immunoglobulin, ang mga domain ng V H at V L ay pinagsama. Ang kanilang mga hypervariable na rehiyon ay katabi ng bawat isa at lumikha ng isang solong hypervariable na rehiyon sa anyo ng isang bulsa. Ito ang site na partikular na nagbubuklod sa antigen. Tinutukoy ng mga hypervariable na rehiyon ang complementarity ng isang antibody sa isang antigen.
Dahil ang mga hypervariable na rehiyon ay may mahalagang papel sa pagkilala at pagbubuklod ng antigen, tinatawag din silang Complementarity Determining Regions (CDRs). Sa mga variable na domain ng mabibigat at magaan na chain, tatlong CDR ang nakahiwalay (V L CDR1–3, V H CDR1–3).
Sa pagitan ng mga hypervariable na rehiyon ay medyo pare-pareho ang mga seksyon ng sequence ng amino acid, na tinatawag na mga seksyon ng frame (framework region, FR). Ang mga ito ay nagkakahalaga ng halos 80% ng pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mga V-domain. Ang papel ng naturang mga rehiyon ay upang mapanatili ang isang medyo pare-parehong three-dimensional na istraktura ng mga V-domain, na kinakailangan upang matiyak ang pakikipag-ugnayan ng affinity ng mga hypervariable na rehiyon sa antigen.
Sa pagkakasunud-sunod ng variable na domain ng rehiyon 3, ang mga hypervariant na rehiyon ay kahalili ng 4 na medyo invariant na "framework" na mga rehiyon na FR1-FR4,
H1–3, CDR loops na kasama sa mga chain.
Ang partikular na interes ay ang spatial na pag-aayos ng mga hypervariable na rehiyon sa tatlong magkahiwalay na mga loop ng variable na domain. Ang mga hypervariable na rehiyon na ito, bagaman matatagpuan sa isang malaking distansya mula sa bawat isa sa pangunahing istraktura ng light chain, ngunit, kapag bumubuo ng isang three-dimensional na istraktura, sila ay matatagpuan malapit sa bawat isa.
Sa spatial na istraktura ng mga V-domain, ang mga hypervariable na pagkakasunud-sunod ay matatagpuan sa fold zone ng polypeptide chain, na nakadirekta patungo sa kaukulang mga seksyon ng V-domain ng iba pang chain (ibig sabihin, ang mga CDR ng light at heavy chain ay nakadirekta sa isa't isa). Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng variable na domain ng H- at L-chain, nabuo ang antigen-binding site (aktibong sentro) ng immunoglobulin. Ayon sa electron microscopy, ito ay isang cavity na 6 nm ang haba at 1.2-1.5 nm ang lapad.
Ang spatial na istraktura ng cavity na ito, dahil sa istruktura ng hypervariable na mga rehiyon, ay tumutukoy sa kakayahan ng mga antibodies na makilala at magbigkis ng mga partikular na molekula batay sa spatial na sulat (antibody specificity). Ang mga spatially separated na rehiyon ng H- at L-chain ay nag-aambag din sa pagbuo ng aktibong sentro. Ang mga hypervariable na rehiyon ng mga V-domain ay hindi ganap na bahagi ng aktibong sentro - ang ibabaw ng antigen-binding site ay kumukuha lamang ng halos 30% ng CDR.
Tinutukoy ng mga hypervariable na rehiyon ng mabibigat at magaan na kadena ang mga indibidwal na tampok na istruktura ng antigen-binding center para sa bawat Ig clone at ang iba't ibang mga detalye ng mga ito.
Tinitiyak ng napakataas na pagkakaiba-iba ng mga CDR at aktibong site ang pagiging natatangi ng mga molekulang immunoglobulin na na-synthesize ng B-lymphocytes ng isang clone, hindi lamang sa istraktura, kundi pati na rin sa kakayahang magbigkis ng iba't ibang antigens. Sa kabila ng katotohanan na ang istraktura ng mga immunoglobulin ay lubos na kilala at ito ay ang mga CDR na may pananagutan para sa kanilang mga tampok, hindi pa rin malinaw kung aling domain ang pinaka responsable para sa antigen binding.
Pakikipag-ugnayan ng mga antibodies at antigens (interaksyon ng epitope at paratope)
Ang reaksyon ng antigen-antibody ay batay sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng antigen epitope at ang aktibong site ng antibody, batay sa kanilang spatial na sulat (complementarity). Bilang resulta ng pagbubuklod ng pathogen sa aktibong site ng antibody, ang pathogen ay neutralisado at ang pagtagos nito sa mga selula ng katawan ay nahahadlangan.
Sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa antigen, hindi ang buong molekula ng immunoglobulin ay nakikibahagi, ngunit ang limitadong lugar lamang nito - ang antigen-binding center, o paratope, na naisalokal sa fragment ng Fab ng molekula ng Ig. Sa kasong ito, ang antibody ay hindi nakikipag-ugnayan sa buong molekula ng antigen nang sabay-sabay, ngunit lamang sa kanyang antigenic determinant (epitope).
Ang aktibong site ng isang antibody ay isang istraktura na spatially na komplementaryo (tiyak) sa determinant ng isang antigen group. Ang aktibong sentro ng mga antibodies ay may functional autonomy, i.e. kayang itali ang antigenic determinant sa isang nakahiwalay na anyo.
Sa panig ng antigen, ang mga epitope na nakikipag-ugnayan sa mga partikular na antibodies ay may pananagutan sa pakikipag-ugnayan sa mga aktibong sentro ng mga molekulang kumikilala ng antigen. Direktang pumapasok ang epitope sa ionic, hydrogen, van der Waals at hydrophobic bond na may aktibong site ng antibody.
Ang tiyak na pakikipag-ugnayan ng mga antibodies sa isang molekula ng antigen ay nauugnay sa isang medyo maliit na lugar ng ibabaw nito, na naaayon sa laki sa antigen-binding site ng mga receptor at antibodies.
Ang pagbubuklod ng antigen-antibody ay nangyayari sa pamamagitan ng mahinang pakikipag-ugnayan sa loob ng antigen-binding center. Ang lahat ng mga pakikipag-ugnayan na ito ay ipinapakita lamang sa malapit na pakikipag-ugnay ng mga molekula. Ang ganitong maliit na distansya sa pagitan ng mga molekula ay maaari lamang makamit dahil sa complementarity ng epitope at ang aktibong site ng antibody.
Minsan ang parehong antigen-binding center ng isang antibody molecule ay maaaring magbigkis sa ilang iba't ibang antigenic determinants (kadalasan ang mga antigenic determinant na ito ay halos magkapareho). Ang ganitong mga antibodies ay tinatawag cross-reactive may kakayahang polyspecific binding.
Halimbawa, kung ang antigen A ay may mga karaniwang epitope na may antigen B, ang ilan sa mga antibodies na partikular sa A ay magre-react din sa B. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na cross reactivity.
Kumpleto at hindi kumpletong antibodies. Valence
Valence- ito ang bilang ng mga aktibong site ng antibody na kayang pagsamahin sa mga antigenic determinants. Ang mga antibodies ay may ibang bilang ng mga aktibong sentro sa molekula, na tumutukoy sa kanilang lakas. Sa bagay na ito, makilala puno na At hindi kumpleto antibodies.
Ang mga kumpletong antibodies ay may hindi bababa sa dalawang aktibong site. Ang mga kumpletong (bi- at pentavalent) na mga antibodies, kapag nakikipag-ugnayan sa vitro sa antigen bilang tugon sa kung saan sila ay ginawa, ay nagbibigay ng nakikitang mga reaksyon (agglutination, lysis, precipitation, complement fixation, atbp.).
Ang mga hindi kumpleto, o mga monovalent na antibodies ay naiiba sa kumbensyonal (kumpleto) na mga antibodies dahil mayroon lamang silang isang aktibong sentro, ang pangalawang sentro ay hindi gumagana sa mga naturang antibodies. Hindi ito nangangahulugan na ang pangalawang aktibong sentro ng molekula ay wala. Ang pangalawang aktibong sentro sa naturang mga immunoglobulin ay pinangangalagaan ng iba't ibang istruktura o may mababang avidity. Ang ganitong mga antibodies ay maaaring makipag-ugnayan sa antigen, harangan ito sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga epitope ng antigen at pagpigil sa pakikipag-ugnay ng kumpletong antibodies dito, ngunit hindi nagiging sanhi ng pagsasama-sama ng antigen. Samakatuwid sila ay tinatawag din pagharang.
Ang reaksyon sa pagitan ng hindi kumpletong antibodies at antigen ay hindi sinamahan ng macroscopic phenomena. Ang mga hindi kumpletong antibodies sa tiyak na pakikipag-ugnayan sa isang homologous antigen ay hindi nagbibigay ng nakikitang pagpapakita ng isang serological reaksyon, tk. hindi maaaring pagsama-samahin ang mga particle sa malalaking conglomerates, ngunit hinaharangan lamang ang mga ito.
Ang mga hindi kumpletong antibodies ay nabuo nang hiwalay sa mga kumpleto at gumaganap ng parehong mga function. Ang mga ito ay kinakatawan din ng iba't ibang klase ng mga immunoglobulin.
mga tanga at tanga
Ang mga antibodies ay mga kumplikadong molekula ng protina na ang kanilang mga sarili ay maaaring magkaroon ng mga katangian ng antigenic at maging sanhi ng pagbuo ng mga antibodies. Sa kanilang komposisyon, ang ilang mga uri ng antigenic determinants (epitypes) ay nakikilala: isotypes, allotypes at idiotypes.
Ang iba't ibang mga antibodies ay naiiba sa bawat isa sa kanilang mga variable na rehiyon. Ang mga antigenic determinants ng mga variable na rehiyon (V-rehiyon) ng mga antibodies ay tinatawag mga tanga. Ang mga idiotop ay maaaring itayo mula sa mga katangiang rehiyon ng V-rehiyon ng mga H-chain o L-chain lamang. Sa karamihan ng mga kaso, ang parehong mga chain ay kasangkot sa pagbuo ng isang idiotope nang sabay-sabay.
Ang mga idiotop ay maaaring nauugnay o hindi sa antigen-binding site (site-associated idiotopes) o hindi (non-associated idiotopes).
Ang mga idiotop na nauugnay sa site ay nakasalalay sa istraktura ng antigen-binding site ng antibody (na kabilang sa Fab fragment). Kung ang site na ito ay inookupahan ng isang antigen, kung gayon ang anti-idiotopic antibody ay hindi na makakapag-react sa isang antibody na may ganitong idiotope. Ang iba pang mga idiotop ay hindi lumilitaw na may ganoong kalapit na kaugnayan sa mga antigen-binding site.
Ang hanay ng mga idiotopes sa anumang molekula ng antibody ay tinutukoy bilang tanga. Kaya, ang isang idiotype ay binubuo ng isang hanay ng mga idiotopes - antigenic determinants ng V-rehiyon ng isang antibody.
Ang mga variant ng konstitusyonal ng grupo ng antigenic na istraktura ng mabibigat na kadena ay tinatawag allotypes. Ang mga allotype ay mga determinant na naka-encode ng mga alleles ng isang ibinigay na immunoglobulin gene.
Ang mga isotype ay mga determinant kung saan nakikilala ang mga klase at subclass ng mabibigat na chain at variant ng κ (kappa) at λ (lambda) light chain.
Affinity at avidity ng antibodies
Ang lakas ng pagbubuklod ng mga antibodies ay maaaring makilala ng mga immunochemical na katangian: avidity at affinity.
Sa ilalim pagkakaugnay maunawaan ang lakas ng pagbubuklod ng aktibong sentro ng molekula ng antibody sa kaukulang determinant ng antigen. Ang lakas ng chemical bond ng isang antigenic epitope na may isa sa mga aktibong site ng Ig molecule ay tinatawag na affinity ng antibody-antigen bond. Karaniwang sinusukat ang affinity sa pamamagitan ng dissociation constant (sa mol-1) ng isang antigenic epitope na may isang aktibong site.
Ang affinity ay ang katumpakan ng coincidence ng spatial configuration ng active center (paratope) ng antibody at ang antigenic determinant (epitope). Ang mas maraming koneksyon ay nabuo sa pagitan ng epitope at paratope, mas mataas ang katatagan at habang-buhay ng nagreresultang immune complex. Ang immune complex na nabuo ng mga low-affinity antibodies ay lubhang hindi matatag at may maikling habang-buhay.
Ang affinity ng isang antibody para sa isang antigen ay tinatawag avidity antibodies. Ang avidity ng antibody-antigen bond ay ang kabuuang lakas at intensity ng bond ng buong molekula ng antibody kasama ang lahat ng antigenic epitopes na nagawa nitong magbigkis.
Ang avidity ng antibodies ay nailalarawan sa pamamagitan ng rate ng pagbuo ng "antigen-antibody" complex, ang pagkakumpleto ng pakikipag-ugnayan at ang lakas ng nagresultang complex. Ang avidity, pati na rin ang pagtitiyak ng mga antibodies, ay batay sa pangunahing istraktura ng determinant (aktibong sentro) ng antibody at ang antas ng pagbagay ng configuration ng ibabaw ng antibody polypeptides sa determinant (epitope) ng antigen na nauugnay dito .
Natutukoy ang avidity kapwa sa pamamagitan ng affinity ng interaksyon sa pagitan ng mga epitope at paratopes, at sa pamamagitan ng valence ng antibodies at antigen. Ang avidity ay depende sa bilang ng mga antigen-binding site sa isang antibody molecule at ang kanilang kakayahang magbigkis sa maraming epitope ng isang partikular na antigen.
Ang isang tipikal na molekula ng IgG, kapag ang parehong antigen-binding site ay kasangkot sa reaksyon, ay magbubuklod sa isang multivalent antigen nang hindi bababa sa 10,000 beses na mas malakas kaysa kapag isang site lamang ang nasasangkot.
Ang mga antibodies ng Class M ay may pinakamataas na avidity, dahil mayroon silang 10 antigen-binding centers. Kung ang affinity ng mga indibidwal na antigen-binding site ng IgG at IgM ay pareho, ang isang IgM molecule (na may 10 ganoong site) ay magpapakita ng hindi maihahambing na mas malaking avidity para sa isang multivalent antigen kaysa sa isang IgG molecule (may 2 site). Dahil sa kanilang mataas na pangkalahatang avidity, ang IgM antibodies, ang pangunahing klase ng mga immunoglobulin na ginawa sa simula ng isang immune response, ay maaaring gumana nang epektibo kahit na may mababang affinity ng mga indibidwal na binding site.
Ang pagkakaiba sa avidity ay mahalaga dahil ang mga antibodies na nabuo nang maaga sa immune response ay karaniwang may mas kaunting affinity para sa antigen kaysa sa mga ginawa mamaya. Ang pagtaas sa average na affinity ng mga ginawang antibodies sa paglipas ng panahon pagkatapos ng pagbabakuna ay tinatawag na affinity maturation.
Pagtitiyak ng pakikipag-ugnayan ng mga antigen at antibodies
Sa immunology, ang pagtitiyak ay nauunawaan bilang ang pagpili ng pakikipag-ugnayan ng mga inducers at mga produkto ng mga proseso ng immune, sa partikular, mga antigen at antibodies.
Ang pagiging tiyak ng pakikipag-ugnayan para sa mga antibodies ay ang kakayahan ng isang immunoglobulin na tumugon lamang sa isang tiyak na antigen, ibig sabihin, ang kakayahang magbigkis sa isang mahigpit na tinukoy na antigenic determinant. Ang kababalaghan ng pagtitiyak ay batay sa pagkakaroon ng mga aktibong sentro sa molekula ng antibody na nakikipag-ugnayan sa mga kaukulang determinant ng antigen. Ang selectivity ng pakikipag-ugnayan ay dahil sa complementarity sa pagitan ng istraktura ng aktibong sentro ng antibody (paratope) at ang istraktura ng antigenic determinant (epitope).
Ang pagiging tiyak ng isang antigen ay ang kakayahan ng isang antigen na mag-udyok ng immune response sa isang mahusay na tinukoy na epitope. Ang pagtitiyak ng isang antigen ay higit na tinutukoy ng mga katangian ng mga bumubuo nito na epitope.
Ang isa sa pinakamahalagang pag-andar ng immunoglobulins ay ang pagbubuklod ng antigen at ang pagbuo ng mga immune complex. Ang mga protina ng antibody ay partikular na tumutugon sa mga antigen, na bumubuo ng mga immune complex - mga complex ng mga antibodies na nauugnay sa mga antigen. Ang ganitong relasyon ay hindi matatag: ang nagreresultang immune complex (IC) ay madaling masira sa mga bumubuo nitong bahagi.
Ang ilang mga molekula ng antibody ay maaaring ilakip sa bawat molekula ng antigen, dahil mayroong ilang mga antigenic determinants sa antigen at maaaring mabuo ang mga antibodies laban sa bawat isa sa kanila. Bilang isang resulta, ang mga kumplikadong molekular na kumplikado ay lumitaw.
Ang pagbuo ng mga immune complex ay isang mahalagang bahagi ng isang normal na tugon ng immune. Ang pagbuo at biological na aktibidad ng mga immune complex ay nakasalalay, una sa lahat, sa likas na katangian ng mga antibodies at antigen na kasama sa kanilang komposisyon, pati na rin sa kanilang ratio. Ang mga tampok ng immune complex ay nakasalalay sa mga katangian ng antibodies (valence, affinity, synthesis rate, kakayahang magbigkis ng complement) at antigen (solubility, size, charge, valence, spatial distribution at density ng epitopes).
Pakikipag-ugnayan ng mga antigen at antibodies. Reaksyon ng antigen-antibody
Ang reaksyon ng antigen-antibody ay ang pagbuo ng isang complex sa pagitan ng isang antigen at mga antibodies na nakadirekta dito. Ang pag-aaral ng naturang mga reaksyon ay may malaking kahalagahan para sa pag-unawa sa mekanismo ng tiyak na pakikipag-ugnayan ng biological macromolecules at para sa elucidating ang mekanismo ng serological reaksyon.
Ang pagiging epektibo ng pakikipag-ugnayan ng isang antibody sa isang antigen ay makabuluhang nakasalalay sa mga kondisyon kung saan nangyayari ang reaksyon, pangunahin sa pH ng medium, osmotic density, komposisyon ng asin at temperatura ng medium. Ang pinakamainam na kondisyon para sa reaksyon ng antigen-antibody ay ang mga pisyolohikal na kondisyon ng panloob na kapaligiran ng macroorganism: malapit sa neutral na reaksyon ng kapaligiran, ang pagkakaroon ng phosphate-, carbonate-, chloride- at acetate ions, ang osmolarity ng saline (solusyon konsentrasyon 0.15 M), pati na rin ang temperatura na 36- 37 °C.
Ang pakikipag-ugnayan ng isang molekula ng antigen sa isang antibody o ang aktibong fragment ng Fab nito ay sinamahan ng mga pagbabago sa spatial na istraktura ng molekula ng antigen.
Dahil ang mga kemikal na bono ay hindi nangyayari kapag ang isang antigen ay pinagsama sa isang antibody, ang lakas ng koneksyon na ito ay tinutukoy ng spatial na katumpakan (katiyakan) ng mga nakikipag-ugnayan na mga seksyon ng dalawang molekula - ang aktibong sentro ng immunoglobulin at ang antigenic determinant. Ang sukat ng lakas ng bono ay tinutukoy ng affinity ng isang antibody (ang halaga ng bond ng isang antigen-binding center na may isang indibidwal na antigen epitope) at ang avidity nito (ang kabuuang lakas ng pakikipag-ugnayan ng isang antibody sa isang antigen sa kaso ng pakikipag-ugnayan ng isang polyvalent antibody na may polyvalent antigen).
Ang lahat ng mga reaksyon ng antigen-antibody ay nababaligtad; ang antigen-antibody complex ay maaaring maghiwalay upang maglabas ng mga antibodies. Sa kasong ito, ang reverse reaction ng antigen-antibody ay nagpapatuloy nang mas mabagal kaysa sa direktang isa.
Mayroong dalawang pangunahing paraan kung saan ang nabuo nang antigen-antibody complex ay maaaring bahagyang o ganap na paghiwalayin. Ang una ay binubuo sa pag-aalis ng mga antibodies sa pamamagitan ng labis na antigen, at ang pangalawa - sa epekto sa immune complex ng mga panlabas na kadahilanan na humahantong sa pagkasira ng mga bono (pagbabawas ng affinity) sa pagitan ng antigen at antibody. Ang bahagyang dissociation ng antigen-antibody complex ay karaniwang makakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura.
Kapag gumagamit ng mga serological na pamamaraan, ang pinaka-unibersal na paraan upang ihiwalay ang mga immune complex na nabuo ng isang malawak na iba't ibang mga antibodies ay ang kanilang paggamot na may dilute acids at alkalis, pati na rin ang mga puro solusyon ng amides (urea, hydrochloric guanidine).
Ang heterogeneity ng antibody
Ang mga antibodies na nabuo sa panahon ng immune response ng katawan ay heterogenous at naiiba sa bawat isa, i.e. sila magkakaiba. Ang mga antibodies ay heterogenous sa kanilang physicochemical, biological properties at, higit sa lahat, sa kanilang specificity. Ang pangunahing batayan para sa heterogeneity (iba't ibang mga pagtitiyak) ng mga antibodies ay ang pagkakaiba-iba ng kanilang mga aktibong sentro. Ang huli ay nauugnay sa pagkakaiba-iba ng komposisyon ng amino acid sa mga rehiyon ng V ng molekula ng antibody.
Gayundin, ang mga antibodies ay magkakaiba sa pag-aari sa iba't ibang klase at subclass.
Ang heterogeneity ng mga antibodies ay dahil din sa katotohanan na ang mga immunoglobulin ay naglalaman ng 3 uri ng mga antigenic determinants: isotype, na nagpapakilala sa pag-aari ng isang immunoglobulin sa isang tiyak na klase; allotypic, naaayon sa allelic variants ng immunoglobulin; idiotypic, na sumasalamin sa mga indibidwal na katangian ng immunoglobulin. Ang idiottype-anti-idiotype system ay bumubuo ng batayan ng tinatawag na Jerne network theory.
Isotypes, allotypes, idiotypes ng antibodies
Ang mga immunoglobulin ay naglalaman ng tatlong uri ng mga antigenic determinants: isotypic (pareho para sa bawat kinatawan ng isang partikular na species), allotypic (mga determinant na naiiba sa mga kinatawan ng isang partikular na species) at idiotypic (mga determinant na tumutukoy sa indibidwalidad ng isang ibinigay na immunoglobulin at naiiba para sa antibodies ng parehong klase, subclass).
Sa bawat biyolohikal na species, ang mabibigat at magaan na kadena ng mga immunoglobulin ay may ilang partikular na antigenic na katangian, ayon sa kung saan ang mga mabibigat na kadena ay nahahati sa 5 klase (γ, μ, α, δ, ε), at mga magaan na kadena sa 2 uri (κ at λ). Ang mga antigenic determinant na ito ay tinatawag na isotypic (isotypes), para sa bawat chain sila ay pareho para sa bawat kinatawan ng isang partikular na biological species.
Kasabay nito, may mga intraspecific na pagkakaiba sa mga pinangalanang chain ng immunoglobulins - allotypes, dahil sa mga genetic na katangian ng producer na organismo: ang kanilang mga palatandaan ay genetically tinutukoy. Halimbawa, higit sa 20 allotype ang inilarawan para sa mabibigat na kadena.
Kahit na ang mga antibodies sa isang partikular na antigen ay nabibilang sa parehong klase, subclass, at kahit allotype, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga tiyak na pagkakaiba sa bawat isa. Ang mga pagkakaibang ito ay tinatawag na idiotypes. Nailalarawan nila ang "indibidwal" ng isang ibinigay na immunoglobulin depende sa pagtitiyak ng inducer antigen. Depende ito sa mga tampok na istruktura ng mga V-domain ng H- at L-chain, maraming iba't ibang variant ng kanilang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid. Ang lahat ng mga pagkakaibang antigenic na ito ay tinutukoy gamit ang tiyak na sera.
Pag-uuri ng mga antibodies ayon sa mga reaksyon kung saan maaari silang lumahok
Sa una, ang mga antibodies ay kondisyon na inuri ayon sa kanilang mga functional na katangian sa neutralizing, lysing, at coagulating. Ang mga ahente sa pag-neutralize ay kinabibilangan ng mga antitoxin, antienzymes, at mga lysine na nag-neutralize ng virus. Upang coagulating - agglutinins at precipitin; sa lysing - hemolytic at complement-binding antibodies. Isinasaalang-alang ang functional na kakayahan ng mga antibodies, ang mga pangalan ng mga serological na reaksyon ay ibinigay: agglutination, hemolysis, lysis, precipitation, atbp.
Pananaliksik sa Antibody. Pagpapakita ng Phage.
Hanggang kamakailan lamang, ang pag-aaral ng mga antibodies ay mahirap teknikal na dahilan. Ang mga immunoglobulin sa katawan ay isang kumplikadong halo ng mga protina. Ang serum immunoglobulin fraction ay isang halo ng isang malaking bilang ng iba't ibang mga antibodies. Bukod dito, ang kamag-anak na nilalaman ng bawat species ng mga ito, bilang isang panuntunan, ay napakaliit. Hanggang kamakailan, ang pagkuha ng mga purong antibodies mula sa bahagi ng immunoglobulin ay mahirap makuha. Ang kahirapan sa paghihiwalay ng mga indibidwal na immunoglobulin ay matagal nang naging hadlang sa kanilang biochemical na pag-aaral at sa pagtatatag ng kanilang pangunahing istraktura.
SA mga nakaraang taon Ang isang bagong larangan ng immunology ay nabuo - ang antibody engineering, na nakikibahagi sa pagkuha ng mga hindi natural na immunoglobulin na may ninanais na mga katangian. Para dito, kadalasang ginagamit ang dalawang pangunahing direksyon: ang biosynthesis ng full-length antibodies at ang paggawa ng minimal na mga fragment ng molekula ng antibody, na kinakailangan para sa epektibo at tiyak na pagbubuklod sa antigen.
Ang mga modernong teknolohiya para sa pagkuha ng mga antibodies sa vitro ay kinokopya ang mga diskarte sa pagpili ng immune system. Ang isa sa naturang teknolohiya ay ang pagpapakita ng phage, na ginagawang posible na makakuha ng mga fragment ng mga antibodies ng tao na may iba't ibang pagtitiyak. Ang mga gene ng mga fragment na ito ay maaaring gamitin upang bumuo ng buong haba na mga antibodies.
Bilang karagdagan, napakadalas na mga therapeutic na nakabatay sa antibody ay hindi nangangailangan ng kanilang mga effector function na masangkot sa pamamagitan ng Fc domain, halimbawa, sa pag-inactivate ng mga cytokine, pagharang sa mga receptor, o pag-neutralize ng mga virus. Samakatuwid, ang isa sa mga uso sa disenyo ng mga recombinant antibodies ay upang bawasan ang kanilang laki sa isang minimum na fragment na nagpapanatili ng parehong aktibidad at pagtitiyak.
Ang ganitong mga fragment ay maaaring sa ilang mga kaso ay mas kanais-nais dahil sa kanilang kakayahang tumagos sa mga tisyu nang mas mahusay at maalis mula sa katawan nang mas mabilis kaysa sa buong-haba na mga molekula ng antibody. Kasabay nito, ang nais na fragment ay maaaring gawin sa E. coli o lebadura, na makabuluhang binabawasan ang gastos nito kumpara sa mga antibodies na nakuha gamit ang mga mammalian cell culture. Bilang karagdagan, ang pamamaraang ito ng produksyon ay umiiwas sa biological na panganib na nauugnay sa paggamit ng mga antibodies na nakahiwalay sa naibigay na dugo.
Mga immunoglobulin ng Myeloma
protina ng Bence-Jones. Isang halimbawa ng isang molekula ng naturang immunoglobulin, na isang dimer ng kappa light chain
Ang terminong immunoglobulins ay tumutukoy hindi lamang sa mga normal na klase ng antibodies, kundi pati na rin sa isang malaking bilang mga pathological na protina, na karaniwang tinutukoy bilang mga protina ng myeloma. Ang mga protina na ito ay na-synthesize sa maraming dami sa multiple myeloma, isang malignant na sakit kung saan ang mga degenerated na partikular na cell ng antibody-forming system ay gumagawa ng malalaking halaga ng ilang partikular na protina, tulad ng Bence-Jones proteins, myeloma globulins, mga fragment ng immunoglobulins ng iba't ibang klase.
Ang mga protina ng Bence-Jones ay alinman sa iisang κ- o λ-chain, o mga dimer ng dalawang magkaparehong chain na konektado ng iisang disulfide bond; sila ay excreted sa ihi.
Myeloma globulins ay matatagpuan sa mataas na konsentrasyon sa plasma ng mga pasyente na may maramihang myeloma; ang kanilang H at L na mga kadena ay may kakaibang pagkakasunod-sunod. Sa isang pagkakataon, ipinapalagay na ang myeloma globulins ay mga pathological immunoglobulin na katangian ng tumor kung saan sila nabuo, ngunit ngayon ay pinaniniwalaan na ang bawat isa sa kanila ay isa sa mga indibidwal na immunoglobulin, na random na "napili" mula sa maraming libu-libong normal na antibodies na nabuo. sa katawan ng tao.
Ang kumpletong pagkakasunud-sunod ng amino acid ng ilang indibidwal na immunoglobulin, kabilang ang myeloma globulins, Bence-Jones protein, pati na rin ang magaan at mabibigat na chain ng parehong myeloma immunoglobulin, ay naitatag. Hindi tulad ng mga antibodies malusog na tao lahat ng mga molekula ng protina ng bawat pinangalanang pangkat ay may parehong pagkakasunud-sunod ng amino acid at isa sa maraming libu-libong posibleng antibodies ng isang indibidwal.
Hybridoma at monoclonal antibodies
Ang pagkuha ng mga antibodies para sa pangangailangan ng tao ay nagsisimula sa pagbabakuna ng mga hayop. Pagkatapos ng ilang mga iniksyon ng antigen (sa pagkakaroon ng immune response stimulants), ang mga tiyak na antibodies ay naipon sa serum ng dugo ng mga hayop. Ang nasabing sera ay tinatawag na immune. Ang mga antibodies ay nakahiwalay sa kanila sa pamamagitan ng mga espesyal na pamamaraan.
Gayunpaman, ang immune system ng hayop ay gumagawa ng mga espesyal na antibodies sa isang malaking iba't ibang mga antigens. Ang kakayahang ito ay batay sa pagkakaroon ng iba't ibang mga clone ng mga lymphocytes, na ang bawat isa ay gumagawa ng mga antibodies ng parehong uri na may makitid na pagtitiyak. Ang kabuuang bilang ng mga clone sa mga daga, halimbawa, ay umaabot sa 10^7 -10^10 degrees.
Samakatuwid, ang immune sera ay naglalaman ng maraming molekula ng antibody na may iba't ibang mga pagtitiyak, ibig sabihin, pagkakaroon ng pagkakaugnay para sa maraming antigenic determinants. Ang mga antibodies na nakuha mula sa immune sera ay parehong nakadirekta laban sa antigen kung saan isinagawa ang pagbabakuna, at laban sa iba pang mga antigen na nakatagpo ng donor na hayop.
Para sa modernong pagsusuri ng immunochemical at mga klinikal na aplikasyon, ang pagtitiyak at standardisasyon ng mga antibodies na ginamit ay napakahalaga. Ito ay kinakailangan upang makakuha ng ganap na magkaparehong mga antibodies, na hindi maaaring gawin gamit ang immune sera.
Noong 1975, nilutas nina G. Köhler at C. Milstein ang problemang ito sa pamamagitan ng pagmumungkahi ng isang paraan para sa pagkuha ng mga homogenous na antibodies. Binuo nila ang tinatawag na "hybridoma technology" - isang pamamaraan para sa pagkuha ng mga cell hybrids (hybridoma). Gamit ang pamamaraang ito, ang mga hybrid na selula ay nakuha na maaaring dumami nang walang katiyakan at mag-synthesize ng mga antibodies ng makitid na pagtitiyak - monoclonal antibodies.
Upang makakuha ng mga monoclonal antibodies, ang mga cell ng isang plasmacytic tumor (plasmocytoma o multiple myeloma) ay pinagsama sa mga spleen cell ng isang nabakunahang hayop, kadalasan ay isang mouse. Kasama sa teknolohiya ng Köhler at Milstein ang ilang yugto.
Ang mga daga ay tinuturok ng isang tiyak na antigen na nagiging sanhi ng paggawa ng mga antibodies laban sa antigen na iyon. Ang mga mouse spleen ay tinanggal at na-homogenize para makakuha ng cell suspension. Ang suspensyon na ito ay naglalaman ng mga B cell na gumagawa ng mga antibodies laban sa iniksyon na antigen.
Ang mga spleen cell ay hinaluan ng myeloma cells. Ang mga ito ay mga selula ng tumor na patuloy na lumalaki sa kultura; kulang din sila ng reserbang landas para sa synthesis ng nucleotide. Ang ilang mga spleen cell na gumagawa ng antibody at myeloma cell ay nagsasama upang bumuo ng mga hybrid na selula. Ang mga hybrid na cell na ito ay patuloy na lumaki sa kultura at makagawa ng mga antibodies.
Ang pinaghalong mga cell ay inilalagay sa isang pumipili na daluyan na nagpapahintulot lamang sa mga hybrid na selula na lumago. Namamatay ang mga unfused myeloma cells at B-lymphocytes.
Ang mga hybrid na selula ay dumarami, na bumubuo ng isang clone ng mga hybridoma. Ang mga hybrid ay nasubok para sa paggawa ng ninanais na mga antibodies. Ang mga piling hybridoma ay nililinang upang makagawa ng maraming monoclonal antibodies na walang mga dayuhang antibodies at napaka-homogenous na maaari silang ituring na mga purong kemikal.
Dapat pansinin na ang mga antibodies na ginawa ng isang hybridoma culture ay nagbubuklod lamang sa isang antigenic determinant (epitope). Kaugnay nito, kasing dami ng monoclonal antibodies ang maaaring makuha laban sa isang antigen na may ilang mga epitope dahil mayroon itong mga antigenic determinants. Posible rin na pumili ng mga clone na gumagawa ng mga antibodies ng isang nais lamang na pagtitiyak.
Ang pag-unlad ng teknolohiya para sa pagkuha ng mga hybridoma ay may rebolusyonaryong kahalagahan sa immunology, molecular biology at medisina. Pinahintulutan nito ang paglikha ng ganap na bagong mga pang-agham na direksyon. Ang mga hybrid ay nagbukas ng mga bagong paraan para sa pananaliksik at paggamot malignant na mga tumor at marami pang ibang sakit.
Sa kasalukuyan, ang mga hybridoma ay naging pangunahing pinagmumulan ng mga monoclonal antibodies na ginagamit sa pangunahing pananaliksik at sa biotechnology upang lumikha ng mga sistema ng pagsubok. Ang mga monoclonal antibodies ay malawakang ginagamit sa pagsusuri ng mga nakakahawang sakit ng mga hayop sa bukid at mga tao.
Dahil sa monoclonal antibodies, ang enzyme immunoassay, immunofluorescence, flow cytometry, immunochromatography, at radioimmunoassay ay naging routine na.
Maraming mga teknolohiya ang binuo na nagpabuti ng synthesis ng mga antibodies. Ang mga ito ay mga teknolohiya sa recombination ng DNA, mga paraan ng pag-clone ng cell at iba pang mga teknolohiyang transgenic. Noong 90s, sa tulong ng mga pamamaraan ng genetic engineering, posible na mabawasan ang porsyento ng mga sequence ng amino acid ng mouse sa mga artipisyal na synthesized antibodies. Salamat dito, bilang karagdagan sa mouse, nakuha ang chimeric, humanized at ganap na mga antibodies ng tao.
Exogenous, endogenous;
Kumpleto at mababa (haptens, semi-haptens);
Thymus-dependent at thymus-independent;
superantigens;
magkakaiba;
Autoantigens;
tumor;
Bacterial (pangkat-pangkat, tukoy sa uri, tukoy sa uri, O-, K-, H-antigen at iba pa);
Viral;
fungal;
Proteksiyon;
isoantigens;
Major histocompatibility complex antigens.
exogenous antigens - pumasok sa katawan mula sa kapaligiran, sumailalim sa endocytosis at cleavage sa Ag-presenting cells (macrophages, thymus dendritic cells, follicular process cells ng lymph nodes at spleen, M-cells ng lymphatic follicles ng digestive tract, Langerhans cells ng balat). Pagkatapos ang Ag-determinant (epitope), kasama ang MHC class II molecule, ay isinama sa plasma membrane ng Ag-presenting cell at ipinakita sa CD 4 + T-lymphocytes (T-helpers);
endogenous antigens ay mga produkto ng sariling mga selula ng katawan. Kadalasan, ito ay mga abnormal na protina ng mga tumor cell at mga viral protein na na-synthesize ng mga host cell na nahawaan ng virus. Ang kanilang mga antigenic determinants (epitopes) ay ipinakita sa kumbinasyon ng MHC class I molecule sa CD 8 + T-lymphocytes (T-killers).
Kumpletuhin Ag - may kakayahang mag-udyok sa pagbuo ng mga antibodies at makipag-ugnayan sa kanila;
Si Ag (haptens) - mababang molekular na timbang na mga sangkap na walang kakayahang mag-udyok sa pagbuo ng mga antibodies at, ngunit nakikipag-ugnayan sa mga yari na tiyak na antibodies. Nakukuha ng Haptens ang mga katangian ng ganap na antigens kapag nakatali sa mga macromolecular substance, tulad ng mga protina (schleppers). Kasama sa Hapten ang mga gamot, gaya ng mga antibiotic, na nakakapag-trigger ng immune response kapag nakatali sa mga protina ng katawan (albumin), gayundin sa mga protina sa ibabaw ng mga selula (erythrocytes, leukocytes). Bilang resulta, nabuo ang mga antibodies na maaaring makipag-ugnayan sa hapten. Sa paulit-ulit na pagpapapasok ng hapten sa katawan, nangyayari ang pangalawang immune response, kadalasan sa anyo ng isang reaksiyong alerdyi, tulad ng anaphylaxis;
Semi-haptens - mga inorganikong sangkap - yodo, bromine, chromium, nickel, nitro group, nitrogen, atbp. - sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga protina, halimbawa, ng balat, maaari silang maging sanhi ng allergic contact dermatitis (HRT), na bubuo kapag ang balat ay paulit-ulit na nakikipag-ugnay sa mga bagay na may chrome-plated, nikel-plated, inilalapat ang yodo sa balat, atbp.
Mga antigen na umaasa sa thymus - ang mga ito ay mga antigen na nangangailangan ng partisipasyon ng T-lymphocytes upang mahikayat ang immune response, ang mga antigen na ito ang karamihan;
Thymus-independent - antigens na magagawang pasiglahin ang synthesis ng mga antibodies nang walang tulong ng mga T cells, halimbawa, LPS ng mga bacterial cell wall, mataas na molekular na timbang synthetic polymers.
Mga superantigen (bacterial enterotoxins (staphylococcal, cholera), ilang mga virus (rotaviruses), atbp. - espesyal na grupo antigens na, sa makabuluhang mas mababang dosis kaysa sa iba pang mga antigens, ay nagdudulot ng polyclonal activation at paglaganap ng malaking bilang ng T-lymphocytes (higit sa 20%, habang ang mga conventional antigens ay nagpapasigla ng 0.01% ng T-lymphocytes). Gumagawa ito ng maraming IL-2 at iba pang mga cytokine na nagdudulot ng pamamaga at pinsala sa tissue.
Heterogenous Ag - ito ay mga cross-reacting antigens, karaniwang antigens sa iba't ibang uri ng microbes, hayop at tao. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na antigenic mimicry. Halimbawa, pangkat A hemolytic streptococci naglalaman ng mga cross-reactive antigens (sa partikular, M-protein) na karaniwan sa mga antigen ng endocardium at glomeruli ng mga bato ng tao. Ang ganitong mga bacterial antigens ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga antibodies na nag-cross-react sa mga selula ng tao, na humahantong sa pag-unlad ng rayuma at post-streptococcal glomerulonephritis. Ang causative agent ng syphilis may mga phospholipid antigens na katulad ng mga phospholipid sa puso ng tao at hayop, kaya ang bovine heart cardiolipin antigen ay ginagamit upang makita ang mga antibodies sa treponema pallidum sa serodiagnosis ng syphilis (Wassermann reaction). Forsman antigen - nakita sa mga erythrocytes ng tupa, pusa, aso, bato ng guinea pig, salmonella.
Mga autoantigen ay mga endogenous antigens na nagiging sanhi ng paggawa ng mga autoantibodies. Makilala:
- natural na pangunahin (normal na tissue ng lens ng mata, nervous tissue, atbp.), na nauugnay sa isang paglabag sa autotolerance,
Nakuha na pangalawang - mga produkto ng pinsala sa tissue sa pamamagitan ng microbes, mga virus, pagkasunog, radiation, sipon, na lumabas mula sa kanilang sariling mga tisyu bilang isang resulta ng mga pagbabago sa mga tisyu sa panahon ng pagkasunog, frostbite, sa ilalim ng pagkilos ng radioactive radiation.
Tumor (oncoantigens, T-antigens ( tumor - tumor ) - bilang resulta ng malignant na pagbabago ng mga normal na selula sa mga selulang tumor, nagsisimula silang magpahayag (manifest) ng mga partikular na abnormal na antigen na wala sa mga normal na selula. Ang pagtuklas ng mga antigen ng tumor sa pamamagitan ng mga immunological na pamamaraan ay magbibigay-daan sa maagang pagsusuri ng mga sakit na oncological.
Mga bacterial antigens:
partikular sa pangkat - karaniwang antigens sa iba't ibang species ng parehong genus o pamilya,
partikular sa species - antigens na katangian ng mga miyembro ng parehong species,
tukoy sa uri - matukoy ang mga serological variant (serovar, serotypes) sa loob ng isang species,
H-antigens (flagellate) - ang protina na flagellin, na bahagi ng bacterial flagella, ay thermolabile;
O-antigens (somatic) - ay isang LPS ng Gr-bacteria, thermostable. Ang mga epitope ng somatic antigen ay kinakatawan ng mga hexoses (galactorse, rhamnose, atbp.) at mga amino sugar (N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine). Sa Gr+ bacteria, ang somatic antigen ay kinakatawan ng glycerylteichoic at ribitolteichoic acids.
K-antigens (capsular antigens) - ay matatagpuan sa kapsula at nauugnay sa ibabaw na layer ng lipopolysaccharide ng cell wall. Naglalaman ang mga ito ng acidic polysaccharides, na kinabibilangan ng galacturonic, glucuronic at iduronic acids. Ang mga capsular antigens ay ginagamit upang maghanda ng mga bakuna laban sa meningococci, pneumococci, Klebsiella. Gayunpaman, ang pagpapakilala ng malalaking dosis ng polysaccharide antigens ay maaaring maging sanhi ng pagpapaubaya. Sa Escherichia coli, ang K-antigen ay nahahati sa mga fraction A (thermotable), B, L (thermolabile). Ang isang variation ng K-antigen ay ang surface Vi-antigen (sa Salmonella), na tumutukoy sa virulence ng microbe at ang pagtitiyaga ng pathogen sa mga carrier ng bacteria.
Ang mga antigen ng bakterya ay ang kanilang mga lason, ribosom, enzymes.
Viral - a) supercapsid (protina at glycoprotein, halimbawa, hemagglutinin at neuraminidase ng influenza virus), b) capsid (protina), c) core (nucleoprotein).
fungal – yeast-like fungi Candida albicans ay naglalaman ng cell wall polysaccharide – mannan, cytoplasmic at nuclear proteins. Kabilang sa mga ito, 80 antigens ang natukoy. Ang mga antigen na ito ay nagdudulot ng agarang (antibodies ng Ig m, Ig G, Ig A, Ig E classes) at naantala (T-cell) na mga reaksyon at sensitization nang walang clinical manifestations. Ang mga fungal antigens ay may immunostimulatory at immunosuppressive effect.
Protective - ito ay mga antigenic determinants (epitopes) ng mga microorganism na nagdudulot ng pinakamalakas na immune response, na nagbibigay ng immunity sa kaukulang pathogen sa kaso ng paulit-ulit na impeksyon. Sa unang pagkakataon ay natagpuan sila sa exudate ng apektadong tissue na may anthrax. Ang pinaka-immunogenic, proteksiyon na mga peptide ng mga virus ay ginagamit upang lumikha ng mga sintetikong bakuna.
isoantigens - mga antigen kung saan ang mga indibidwal ng parehong species ay naiiba sa bawat isa (halimbawa, erythrocyte antigens - ang ABO blood group system, Rh factor, leukocyte antigens - ang pangunahing histocompatibility complex).
Major histocompatibility complex antigens – glycoproteins ng mga lamad ng cell, na may mahalagang papel sa pagtugon sa immune, mga reaksyon ng pagtanggi sa transplant, matukoy ang predisposisyon sa ilang mga sakit. Ang spectrum ng mga molekula ng pangunahing histocompatibility complex ay natatangi para sa bawat organismo at tinutukoy ang biological individuality nito, na ginagawang posible na makilala ang "sariling" (histocompatible) mula sa "foreign" (incompatible). Ang pangunahing histocompatibility complex ay tinutukoy bilang MHC (Major Histocompability Complex). Ang mga antigen ng MHC sa iba't ibang uri ng hayop ay itinalaga nang iba: sa mga daga - ang H2 system, sa aso - DLA, sa kuneho - RLA, sa baboy - SLA. Sa mga tao, ang mga pangunahing histocompatibility complex antigens ay tinutukoy bilang HLA (Human leucocyte antigenes), dahil para sa klinikal at eksperimentong layunin, ang mga leukocyte antigens ay tinukoy bilang mga pangunahing histocompatibility complex antigens. Ang mga human leukocyte antigens ay naka-encode ng mga gene na matatagpuan sa ika-6 na chromosome. Ayon sa istraktura ng kemikal at layunin ng pagganap, ang HLA ay nahahati sa dalawang klase.
Antigens l klase MHC naroroon sa ibabaw ng lahat ng mga nucleated na selula. Kinokontrol nila ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga killer T-cell at target na mga cell. Ang pangunahing biological na papel ng class I antigens ay ang mga ito ay mga marker ng "kanilang sarili". Ang mga cell na nagdadala ng class l antigens ay hindi inaatake ng sarili nilang T-killers dahil sa katotohanan na sa embryogenesis autoreactive T-killers na kumikilala ng class l antigens sa sarili nilang mga cell ay nawasak. Ang class l antigens ay nakikipag-ugnayan sa CD 8 molecule sa T-killer membrane.
MHC class ll antigens pangunahing matatagpuan sa lamad ng mga immunocompetent na mga selula (macrophages, monocytes, B- at activated T-lymphocytes). Ang class ll antigens ay nakikipag-ugnayan sa CD 4 molecule ng T-helper membrane, na nagiging sanhi ng pagpapalabas ng mga lymphokines na nagpapasigla sa paglaganap at pagkahinog ng mga T-killer at mga selula ng plasma.
Ang pagpapasiya ng HLA antigens ay kinakailangan sa mga sumusunod na sitwasyon:
Kapag nagta-type ng mga tisyu upang pumili ng donor para sa tatanggap;
Upang magtatag ng koneksyon sa pagitan ng pagkakaroon ng ilang MHC antigens at predisposisyon sa isang partikular na sakit. Ang pinaka-malinaw na ugnayan ay natagpuan sa pagitan ng pagkakaroon ng HLA-B27 at Bechterew's disease (ankylosing spondylitis): 95% ng mga pasyente ay mayroong antigen na ito.
Kapag tinatasa ang immune status (detection ng pagdadala ng HLA-DR antigens a) activate T-lymphocytes at b) mononuclear cells na kasangkot sa pagkilala ng antigens.
Ang lahat ng mga tisyu at mga selula ng katawan ng tao ay may mga katangian ng antigenic. Ang ilang mga antigen ay tiyak para sa lahat ng mga mammal, ang iba ay partikular sa mga species para sa mga tao, at ang iba ay para sa ilang partikular na grupo, ang mga ito ay tinatawag na isoantigens (halimbawa, mga antigen ng pangkat ng dugo). Ang mga antigen na natatangi sa isang partikular na organismo ay tinatawag na alloantigens (Greek allos - isa pa). Kabilang dito ang tissue compatibility antigens - ang mga produkto ng mga gene ng major tissue compatibility complex MHC (Major Histocompatiability Complex), katangian ng bawat indibidwal. Ang mga antigen ng iba't ibang indibidwal na walang mga pagkakaiba ay tinatawag na syngeneic. Ang mga organo at tisyu, bilang karagdagan sa iba pang mga antigen, ay may mga antigen ng organ at tissue na partikular sa kanila. Ang mga tisyu ng parehong pangalan sa mga tao at hayop ay may pagkakatulad na antigenic. May mga antigen na partikular sa yugto na lumilitaw at nawawala sa ilang mga yugto ng pag-unlad ng tissue o cell. Ang bawat cell ay naglalaman ng mga antigen na katangian ng panlabas na lamad, cytoplasm, nucleus at iba pang mga bahagi.
Ang mga antigen ng bawat organismo ay karaniwang hindi nagiging sanhi ng mga immunological na reaksyon dito, dahil ang katawan ay mapagparaya sa kanila. Gayunpaman, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, nakakakuha sila ng mga palatandaan ng dayuhan at nagiging mga autoantigens, at ang reaksyon laban sa kanila ay tinatawag na autoimmune.
Tumor antigens at antitumor immunity. Ang mga selula ng kanser ay mga variant ng mga normal na selula ng katawan. Samakatuwid, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga antigen ng mga tisyu mula sa
kung saan sila nagmula, pati na rin ang mga antigen na tiyak sa tumor at bumubuo ng isang maliit na proporsyon ng lahat ng mga antigen ng cell. Sa kurso ng carcinogenesis, ang cell dedifferentiation ay nangyayari, samakatuwid, ang pagkawala ng ilang mga antigens, ang hitsura ng mga antigens na katangian ng mga immature na mga cell, hanggang sa embryonic (fetoproteins) ay maaaring mangyari. Ang mga antigen na partikular sa tumor ay partikular lamang sa isang partikular na uri ng tumor, at kadalasan sa isang tumor sa isang partikular na indibidwal. Ang mga tumor na dulot ng mga virus ay maaaring may mga viral antigen na pareho para sa lahat ng mga tumor na dulot ng isang partikular na virus. Sa ilalim ng impluwensya ng mga antibodies sa lumalaking tumor, maaaring magbago ang antigenic na komposisyon nito.
Kasama sa pagsusuri sa laboratoryo ng isang sakit sa tumor ang pagtuklas ng mga antigen na katangian ng tumor sa sera ng dugo. Para dito, ang industriya ng medikal ay kasalukuyang naghahanda ng mga diagnostic kit na naglalaman ng lahat ng kinakailangang sangkap para sa pagtuklas ng mga antigen sa enzyme immunoassay, radioimmunoassay, immunoluminescence analysis.
Ang paglaban ng katawan sa paglaki ng tumor ay ibinibigay ng pagkilos ng mga natural na killer cell, na bumubuo ng 15% ng lahat ng lymphocytes na patuloy na nagpapalipat-lipat sa dugo at lahat ng mga tisyu ng katawan. Ang mga natural killer (NK) ay may kakayahang makilala ang anumang mga selula na may mga palatandaan ng dayuhan, kabilang ang mga selulang tumor, mula sa mga normal na selula ng katawan at sirain ang mga dayuhang selula. Sa mga nakababahalang sitwasyon, sakit, immunosuppressive effect, at ilang iba pang sitwasyon, bumababa ang bilang at aktibidad ng mga NK, at ito ang isa sa mga dahilan ng pagsisimula ng paglaki ng tumor. Sa panahon ng pag-unlad ng isang tumor, ang mga antigen nito ay nagdudulot ng isang immunological na reaksyon, ngunit ito ay karaniwang hindi sapat upang ihinto ang paglaki ng tumor. Ang mga dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay marami at hindi lubos na nauunawaan. Kabilang dito ang:
mababang immunogenicity ng tumor antigens dahil sa kanilang kalapitan sa mga normal na antigens ng katawan, kung saan ang katawan ay mapagparaya;
pagbuo ng pagpapaubaya sa halip na isang positibong tugon;
ang pagbuo ng isang immune response ng uri ng humoral, habang ang mga mekanismo ng cellular lamang ang maaaring sugpuin ang tumor;
immunosuppressive factor na ginawa ng isang malignant na tumor.
Chemo at radiotherapy ng mga tumor, nakababahalang mga sitwasyon sa panahon ng mga interbensyon sa kirurhiko, maaari silang maging karagdagang mga kadahilanan na nagpapababa sa immune defense ng katawan. Ang mga hakbang upang mapataas ang antas ng paglaban sa antitumor ay kinabibilangan ng paggamit ng mga immunostimulating agent, paghahanda ng cytokine, pagpapasigla ng mga immunocytes ng pasyente sa vitro na may pagbabalik sa daluyan ng dugo ng pasyente.
Isoantigens. Ito ay mga antigen kung saan ang mga indibidwal na indibidwal o grupo ng mga indibidwal ng parehong species ay naiiba sa bawat isa.
Sa erythrocytes, leukocytes, platelets, pati na rin sa plasma ng dugo ng mga tao, ilang dosenang uri ng isoantigens ang natuklasan.
Ang mga isoantigen na nauugnay sa genetiko ay pinagsama sa mga grupo na nakatanggap ng mga pangalan: ang LVO system, Rhesus, atbp. Ang paghahati ng mga tao sa mga grupo ayon sa sistema ng ABO ay batay sa pagkakaroon o kawalan ng mga antigen sa mga erythrocytes, na itinalagang A at B. Sa alinsunod dito, ang lahat ng tao ay nahahati sa 4 na grupo. Pangkat I (0) - walang antigens, pangkat II (A) - ang mga erythrocyte ay naglalaman ng antigen A, pangkat
III (B) - ang mga erythrocyte ay may antigen B, ang pangkat IV (AB) - ang mga erythrocyte ay may parehong antigens. Dahil may mga mikroorganismo sa kapaligiran na may parehong antigens (tinatawag silang cross-reacting), ang isang tao ay may mga antibodies sa mga antigen na ito, ngunit sa mga wala lang sa kanya. Ang katawan ay mapagparaya sa sarili nitong antigens. Samakatuwid, sa dugo ng mga tao ng pangkat I mayroong mga antibodies sa antigens A at B, sa dugo ng mga tao ng pangkat II - anti-B, sa dugo ng mga tao ng pangkat III - anti-A, sa dugo ng mga tao
Ang pangkat IV na antibodies sa A at Vantigens ay hindi nakapaloob. Kapag ang dugo o mga erythrocyte ay naisalin sa isang tatanggap na ang dugo ay naglalaman ng mga antibodies sa kaukulang antigen, ang agglutination ng transfused incompatible erythrocytes ay nangyayari sa mga sisidlan, na maaaring maging sanhi ng pagkabigla at pagkamatay ng tatanggap. Alinsunod dito, ang mga tao ng pangkat I (0) ay tinatawag na mga unibersal na donor, at ang mga tao ng pangkat IV (AB) ay tinatawag na mga pangkalahatang tatanggap. Bilang karagdagan sa antigens A at B, ang mga erythrocyte ng tao ay maaari ding magkaroon ng iba pang isoantigens (M, M 2, N, N 2), atbp. Walang isoantibodies sa mga antigen na ito, at samakatuwid, ang kanilang presensya ay hindi isinasaalang-alang sa panahon ng pagsasalin ng dugo .
Antigens ng pangunahing tissue compatibility complex. Bilang karagdagan sa mga antigen na karaniwan sa lahat ng tao at mga antigen ng grupo, ang bawat organismo ay may natatanging hanay ng mga antigen na natatangi sa sarili nito. Ang mga antigen na ito ay naka-encode ng isang pangkat ng mga gene na matatagpuan sa chromosome 6 sa mga tao at tinatawag na mga antigen ng pangunahing tissue compatibility complex at itinalagang MHC antigens (English Major histocompatibility complex). Ang mga human MHC antigens ay unang natuklasan sa mga leukocytes at samakatuwid ay may ibang pangalan na HLA (Human leucocyte antigens). Ang mga antigen ng MHC ay mga glycoprotein at nakapaloob sa mga lamad ng mga selula ng katawan, na tinutukoy ang mga indibidwal na katangian nito at nagdudulot ng mga reaksyon ng paglipat, kung saan nakatanggap sila ng ikatlong pangalan - mga antigen ng paglipat. Bilang karagdagan, ang MHC antigens ay gumaganap ng isang kailangang-kailangan na papel sa pag-udyok ng immune response sa anumang antigen.
Ang mga gene ng MHC ay nag-encode ng tatlong klase ng mga protina, dalawa sa mga ito ay direktang nauugnay sa paggana ng immune system at tinatalakay sa ibaba, at ang mga class III na protina ay kinabibilangan ng mga bahagi ng pandagdag, TNF group cytokine, at heat shock protein.
Ang mga protina ng Class I ay matatagpuan sa ibabaw ng halos lahat ng mga selula ng katawan. Binubuo ang mga ito ng dalawang polypeptide chain: ang mabigat na chain ay hindi covalently na naka-link sa pangalawang p chain. Ang kadena ay umiiral sa tatlong variant, na tumutukoy sa paghahati ng mga antigen ng klase sa tatlong serological na grupong A, B at C. Ang mabigat na kadena ay nagiging sanhi ng pakikipag-ugnay ng buong istraktura sa lamad ng cell at aktibidad nito. Ang Rchain ay isang microglobulin, pareho para sa lahat ng mga grupo. Ang bawat klase I antigen ay itinalaga ng isang Latin na letra at ang serial number ng antigen na ito.
Tinitiyak ng Class I antigens ang pagtatanghal ng mga antigen sa cytotoxic C08 + lymphocytes, at ang pagkilala sa antigen na ito ng mga antigen-presenting cells ng ibang organismo sa panahon ng transplant ay humahantong sa pagbuo ng transplantation immunity.
Ang MHC class II antigens ay matatagpuan pangunahin sa mga antigen-presenting cells - dendritic, macrophage, B lymphocytes. Sa mga macrophage at B lymphocytes, ang kanilang ekspresyon ay tumataas nang husto pagkatapos ng pag-activate ng cell. Ang mga antigen ng Class II ay nahahati sa 5 grupo, ang bawat isa ay naglalaman ng 3 hanggang 20 antigens. Hindi tulad ng class I antigens, na nakita sa mga serological test gamit ang sera na naglalaman ng mga antibodies sa kanila, ang mga class II antigens ay pinakamahusay na nakikita sa mga cellular test - ang pag-activate ng cell kapag ang mga test cell ay co-cultivated sa mga karaniwang lymphocytes.
Walang alinlangan, narinig mo na ang tungkol sa mga konsepto ng antigen at antibody. Ngunit, kung hindi ka nauugnay sa medisina o biology, malamang na hindi mo alam ang papel ng mga antigen at antibodies. Karamihan sa mga tao ay may pangkalahatang ideya kung ano ang ginagawa ng mga antibodies, ngunit hindi nila napagtanto ang kanilang mahalagang koneksyon sa mga antigen. Sa artikulong ito, titingnan natin ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pormasyon na ito, alamin ang tungkol sa kanilang mga pag-andar sa katawan.
Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang antigen at isang antibody?
Ang pinakamadaling paraan upang makakuha ng isang mas mahusay na ideya ng pagkakaiba sa pagitan ng isang antigen at isang antibody ay upang ihambing ang dalawang entity. Mayroon silang iba't ibang mga istraktura, pag-andar, at lokasyon sa katawan. Ang ilan ay karaniwang mayroon positibong katangian, dahil pinoprotektahan nila ang katawan, habang ang iba ay maaaring magdulot ng negatibong reaksyon.
Ano ito?
Ang antigen ay isang dayuhang particle na maaaring mag-trigger ng immune response sa katawan ng tao. Pangunahing binubuo ang mga ito ng mga protina, ngunit maaari rin silang mga nucleic acid, carbohydrates, o lipid. Ang mga antigen ay kilala rin sa terminong immunogens. Kabilang dito ang mga kemikal na compound, pollen ng halaman, mga virus, bakterya at iba pang mga sangkap ng biological na pinagmulan.
Ang mga antibodies ay maaaring tawaging immunoglobulins. Ito ay mga protina na na-synthesize ng katawan. Ang kanilang produksyon ay kinakailangan upang labanan ang mga antigens.
Anong mga uri at function ang mayroon ang antigen at antibody?
Ang lahat ng antigens ay nahahati sa panlabas at panloob. Ang mga auto-antigen ay nabuo sa loob ng katawan, tulad ng mga selula ng kanser. Ang mga panlabas na antigen ay pumapasok sa katawan mula sa panlabas na kapaligiran. Pinasisigla nila ang immune system upang makagawa ng mas maraming antibodies na nagpoprotekta sa katawan mula sa pinsala.
Mayroong kabuuang 5 iba't ibang uri ng antibodies. Ito ay IgA, IgE, IgG, IgM at IgD.
Pinoprotektahan ng IgA ang ibabaw ng katawan mula sa mga panlabas na ahente.
Ang IgE ay nagdudulot ng proteksiyon na reaksyon sa katawan laban sa mga dayuhang sangkap, kabilang ang pinagmulan ng hayop, pollen ng halaman at fungal spores. Ang mga antibodies na ito ay bahagi ng mga reaksiyong alerhiya sa ilang mga lason at gamot. Ang mga allergy ay may posibilidad na magkaroon ng malalaking halaga ng ganitong uri ng antibody.
Ang IgG ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglaban sa mga impeksyon ng bacterial o viral na kalikasan. Ito lamang ang mga antibodies na maaaring tumawid sa inunan ng isang buntis, na nagpoprotekta sa fetus habang nasa sinapupunan pa.
Kapag nagkakaroon ng impeksyon, ang IgM antibodies ay ang pinakaunang uri ng antibodies na na-synthesize sa katawan bilang immune response. Sila ay hahantong sa iba pang mga selula ng immune system na sumisira sa mga dayuhang sangkap.
Hindi pa rin malinaw ng mga siyentipiko kung ano ang eksaktong ginagawa ng IgD antibodies.
Saan sila matatagpuan antigen at antibody?
Ang isa pang pagkakaiba sa pagitan ng isang antigen at isang antibody ay kung nasaan sila. Ang mga antigen ay isang uri ng "mga kawit" sa ibabaw ng mga selula at matatagpuan sa halos bawat selula.
Makakakita ka ng IgA antibodies sa puki, mata, tainga, digestive tract, respiratory passage, at ilong, gayundin sa dugo, luha, at laway. Humigit-kumulang 10-15% ng mga antibodies sa katawan ay IgA. Mayroong isang maliit na bilang ng mga tao na hindi synthesize IgA antibodies.
Ang IgD antibodies ay matatagpuan sa maliit na halaga sa adipose tissue dibdib o tiyan.
Makakakita ka ng IgE antibodies sa mauhog lamad, balat at baga.
Ang IgG antibodies ay matatagpuan sa lahat ng likido ng katawan. Sila ang pinakamarami at pinakamaliit na antibodies sa katawan.
Ang IgM antibodies ay ang pinakamalaking antibodies at matatagpuan sa lymph fluid at dugo. Binubuo nila ang 5-10% ng mga antibodies sa katawan.
Paano Gumagana ang Mga Antigen at Antibodies: Ang Tugon ng Immune
Upang mas maunawaan ang pagkakaiba sa pagitan ng isang antigen at isang antibody, nakakatulong ito upang maunawaan ang immune response. Ang lahat ng malusog na nasa hustong gulang ay may libu-libong iba't ibang antibodies sa maliit na halaga sa buong katawan. Ang bawat antibody ay lubos na dalubhasa, na kinikilala ang isang uri ng dayuhang sangkap. Karamihan sa mga molekula ng antibody ay hugis Y, na may binding site sa bawat braso. Ang bawat binding site ay may partikular na hugis at tatanggap lamang ng mga antigen na may parehong hugis. Ang mga antibodies ay idinisenyo upang magbigkis sa mga antigen. Kapag nakatali, ginagawa nilang hindi aktibo ang mga antigen, na nagpapahintulot sa iba pang mga proseso sa katawan na kunin ang mga dayuhang sangkap, inaalis at sinisira ang mga ito.
Sa unang pagkakataon na ang isang banyagang sangkap ay pumasok sa katawan, maaari kang makaranas ng mga sintomas ng karamdaman. Nangyayari ito kapag ang immune system ay lumikha ng mga antibodies na lalaban sa mga dayuhang sangkap. Sa hinaharap, kapag ang parehong antigen ay umatake muli sa katawan, ang immune memory ay pinasigla. Nagreresulta ito sa agarang paggawa ng malalaking halaga ng mga antibodies na nilikha sa unang pag-atake. Ang mabilis na pagtugon sa mga karagdagang pag-atake ay nangangahulugan na maaaring hindi ka na makaranas ng anumang mga sintomas ng sakit o kahit na malaman na ikaw ay nalantad sa antigen. Ito ang dahilan kung bakit karamihan sa mga tao ay hindi na muling nagkakasakit ng mga sakit tulad ng bulutong.
Mula sa nabanggit na pagkakaiba sa pagitan ng isang antigen at isang antibody, ang isang pagsusuri sa antibody ay maaaring magbigay ng kapaki-pakinabang na impormasyon sa manggagamot sa proseso ng diagnostic.
Maaaring suriin ng iyong doktor ang iyong dugo para sa mga antibodies para sa iba't ibang dahilan, kabilang ang:
- diagnosis ng mga allergy o autoimmune disease
- pagtukoy ng kasalukuyang impeksyon o isa sa mga impeksyon sa nakaraan
- diagnosis ng paulit-ulit na mga impeksiyon, mga sanhi ng pagbabalik sa dati dahil sa mababang antas IgG antibodies o iba pang mga immunoglobulin
- pagsubok sa pagtugon sa pagbabakuna bilang isang paraan upang matiyak na ikaw ay immune pa rin sa isang partikular na sakit
- diagnosis ng pagiging epektibo ng paggamot ng iba't ibang uri ng kanser, lalo na ang mga nakakaapekto Utak ng buto tao
- diagnosis ng mga partikular na kanser, kabilang ang macroglobulinemia o maramihang myelomas.
Magbasa pa:
Matagal na temperatura ng subfebrile: sanhi at paggamot
Leukopenia: sanhi, sintomas, paggamot
Ano ang pagkakaiba ng innate at acquired immunity?