Imunoglobulinový těžký řetězec - Immunoglobulin heavy chain - Wikipedia

Schéma typické protilátky ukazující dva Ig těžké řetězce (modré) spojené disulfidové vazby na dva lehké řetězce Ig (zelené). Jsou zobrazeny konstantní (C) a variabilní (V) domény.
Molekula protilátky. Dva těžké řetězce jsou červené a modré a dva lehké řetězce zelené a žluté.[1]

The těžký řetězec imunoglobulinu (IgH) je velká polypeptidová podjednotka protilátka (imunoglobulin). V lidském genomu jsou lokusy genu IgH na chromozomu 14.

Typická protilátka se skládá ze dvou těžkých řetězců imunoglobulinu (Ig) a dvou Ig lehké řetězce. Existuje několik různých typů těžkého řetězce, které definují třídu nebo izotyp protilátky. Tyto typy těžkých řetězců se u různých zvířat liší. Všechny těžké řetězce obsahují řadu imunoglobulinové domény, obvykle s jednou proměnnou doména (PROTIH) to je důležité pro vazbu antigen a několik konstantních domén (CH1, C.H2 atd.). Výroba životaschopného těžkého řetězce je klíčovým krokem při zrání B buněk. Pokud je těžký řetězec schopen vázat se na náhradní lehký řetězec a přesunout se na plazmatickou membránu, může vyvíjející se B buňka začít produkovat svůj lehký řetězec.[2]

Těžký řetězec se nemusí vždy vázat na lehký řetězec. Pre-B lymfocyty mohou syntetizovat těžký řetězec v nepřítomnosti lehkého řetězce, který pak může umožnit těžkému řetězci vázat se na protein vázající těžký řetězec.[3]

U savců

Třídy

Existuje pět typů savčích těžkých řetězců imunoglobulinu: γ, δ, α, μ a ε.[4] Definují třídy imunoglobulinů: IgG, IgD, IgA, IgM a IgE, resp.

  • Těžké řetězce α a y mají přibližně 450 aminokyselin.
  • Těžké řetězce μ a ε mají přibližně 550 aminokyselin.[4]

Regiony

Každý těžký řetězec má dvě oblasti:

  • A konstantní region (což je stejné pro všechny imunoglobuliny stejné třídy, ale liší se mezi třídami).
    • Těžké řetězce y, α a δ mají konstantní oblast složenou ze tří tandemových (v řadě vedle sebe) imunoglobulinových domén, ale také mají pantovou oblast pro větší flexibilitu.[5]
    • Těžké řetězce μ a ε mají konstantní oblast složenou ze čtyř domén.[4]
  • A variabilní oblast který se liší mezi různými B buňky, ale je stejný pro všechny imunoglobuliny produkované stejnou B buňkou nebo B buňkou klon. Variabilní doména jakéhokoli těžkého řetězce se skládá z jediné imunoglobulinové domény. Tyto domény jsou dlouhé asi 110 aminokyselin.[6]

Krávy

Krávy, konkrétně Bos taurus, ukazují variaci na obecné savčí téma, ve kterém je těžký řetězec CDR H3 oblast se přizpůsobil k produkci divergentního repertoáru protilátek, které místo známějšího bivalentního povrchu hrotu představují povrch interakce antigenu "stonek a knoflík".[7] Hovězí CDR je neobvykle dlouhý a obsahuje jedinečné atributy sekvence, které podporují produkci spárovaných cystein zbytky během somatická hypermutace.[7] Takže tam, kde u lidí je krok somatické hypermutace zaměřen na V (D) J rekombinace u krav je cílem vytvoření rozmanitosti disulfidové vazby a generování jedinečných sad smyček, které interagují s antigenem.[7] Spekulovaným evolučním faktorem této variace je přítomnost mnohem rozmanitějšího mikrobiálního prostředí v zažívacím systému krávy v důsledku jejich existence. přežvýkavci.[7]

V rybách

Čelist ryby se jeví jako nejprimitivnější zvířata, která jsou schopna vytvářet protilátky podobné těm, které jsou popsány u savců.[8] Ryby však nemají stejný repertoár protilátek, jaký mají savci.[9] Dosud byly identifikovány tři odlišné těžké řetězce Ig kostnatá ryba.

  • První identifikovaný byl μ (nebo mu) těžký řetězec, který je přítomen ve všech rybách s čelistí a je těžkým řetězcem pro to, co je považováno za primordiální imunoglobulin. Výsledná protilátka, IgM, se vylučuje jako a tetramer v teleost ryby místo typických pentamer nalezený v savcích a žralocích.[Citace je zapotřebí ]
  • Těžký řetězec (5) pro IgD byl původně identifikován z kanál sumec a Atlantský losos a je nyní dobře zdokumentován pro mnoho teleost ryb.[10]
  • Třetí gen těžkého řetězce teleost Ig byl identifikován velmi nedávno a nepodobá se žádnému z dosud popsaných těžkých řetězců pro savce. Tento těžký řetězec, identifikovaný v obou pstruh duhový (τ)[11] a zebrafish (ζ),[12] může potenciálně tvořit odlišnou protilátku izotyp (IgT nebo IgZ), které mohou z evolučního hlediska předcházet IgM.

Podobně jako situace pozorovaná u kostnatých ryb byly v roce identifikovány tři odlišné izotypy těžkého řetězce Ig paryby. S výjimkou μ se tyto izotypy těžkého řetězce Ig zdají být jedinečné pro chrupavčité ryby. Výsledné protilátky se označují jako IgW (také nazývané IgX nebo IgNARC) a IgNAR (imunoglobulinový nový antigenní receptor).[13][14] Posledním typem je a protilátka těžkého řetězce, protilátka postrádající lehké řetězce, a lze ji použít k produkci jednodoménové protilátky, které jsou v zásadě variabilní doménou (VNAR) IgNAR.[15][16][17] Protilátky proti jedné doméně (VNARs) na nádorové nebo virové antigeny lze izolovat z velkého naivního ošetřujícího žraloka V.NAR knihovna pomocí technologie fágového displeje.[16]

IgW byl nyní také nalezen ve skupině laločnatých ryb, včetně coelacanth a lungfish. IgW1 a IgW2 v coelacanthu mají obvyklou (VD) n-Jn-C strukturu a také velké množství konstantních domén.[18][19]

U obojživelníků

Žáby mohou syntetizovat IgX a IgY. [20]

Viz také

Reference

  1. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 19. dubna 2007. Citováno 20. dubna 2007.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)[úplná citace nutná ]
  2. ^ Mårtensson, I-L; Ceredig, R (2017-01-23). „Role náhradního lehkého řetězce a receptoru pre-B-buněk ve vývoji myších B-buněk“. Imunologie. 101 (4): 435–441. doi:10.1046 / j.1365-2567.2000.00151.x. ISSN  0019-2805. PMC  2327112. PMID  11122446.
  3. ^ Haas, Ingrid G ​​.; Wabl, Matthias (1983). "Imunoglobulin vázající protein těžkého řetězce". Příroda. 306 (5941): 387–9. Bibcode:1983 Natur.306..387H. doi:10.1038 / 306387a0. PMID  6417546.
  4. ^ A b C Janeway CA, Jr.; et al. (2001). Imunobiologie (5. vydání). Garland Publishing. ISBN  0-8153-3642-X. (elektronický plný text prostřednictvím knihovny NCBI).[stránka potřebná ]
  5. ^ Woof, Jenny M .; Burton, Dennis R. (2004). "Interakce lidské protilátky s receptorem Fc osvětlené krystalovými strukturami". Recenze přírody Imunologie. 4 (2): 89–99. doi:10.1038 / nri1266. PMID  15040582.
  6. ^ „Projekt biologie“. Struktura protilátek. University of Arizona. Citováno 27. května 2020.
  7. ^ A b C d Wang, Feng; Ekiert, Damian C .; Ahmad, Insha; Yu, Wenli; Zhang, Yong; Bazirgan, Omar; Torkamani, Ali; Raudsepp, Terje; Mwangi, Waithaka; Criscitiello, Michael F .; Wilson, Ian A .; Schultz, Peter G .; Smider, Vaughn V. (2013). „Přetváření rozmanitosti protilátek“. Buňka. 153 (6): 1379–93. doi:10.1016 / j.cell.2013.04.049. PMC  4007204. PMID  23746848.
  8. ^ Rybí geny těžkého a lehkého řetězce[úplná citace nutná ] Archivováno 23. Března 2007 v Wayback Machine
  9. ^ Bengtén, Eva; Clem, L. William; Miller, Norman W .; Warr, Gregory W .; Wilson, Melanie (2006). "Imunoglobuliny sumcového kanálu: Repertoár a exprese". Vývojová a srovnávací imunologie. 30 (1–2): 77–92. doi:10.1016 / j.dci.2005.06.016. PMID  16153707.
  10. ^ Solem, Stein Tore; Stenvik, Jørgen (2006). „Vývoj repertoáru protilátek v teleostech - recenze s důrazem na lososovité ryby a Gadus morhua L“. Vývojová a srovnávací imunologie. 30 (1–2): 57–76. doi:10.1016 / j.dci.2005.06.007. PMID  16084588.
  11. ^ Hansen, J. D .; Landis, E. D .; Phillips, R. B. (2005). „Objev jedinečného izotypu Ig těžkého řetězce (IgT) u pstruha duhového: důsledky pro výraznou vývojovou cestu B buněk u teleost ryb“. Sborník Národní akademie věd. 102 (19): 6919–6924. Bibcode:2005PNAS..102,6919H. doi:10.1073 / pnas.0500027102. JSTOR  3375456. PMC  1100771. PMID  15863615.
  12. ^ Danilova, Nadia; Bussmann, Jeroen; Jekosch, Kerstin; Steiner, Lisa A (2005). „Lokus těžkého řetězce imunoglobulinu v zebrafish: Identifikace a exprese dříve neznámého izotypu, imunoglobulinu Z“. Přírodní imunologie. 6 (3): 295–302. doi:10.1038 / ni1166. PMID  15685175.
  13. ^ Dooley, H .; Flajnik, M.F. (2006). "Vývoj repertoáru protilátek u chrupavčitých ryb". Vývojová a srovnávací imunologie. 30 (1–2): 43–56. doi:10.1016 / j.dci.2005.06.022. PMID  16146649.
  14. ^ Simmons, David P .; Abregu, Fiona A .; Krishnan, Usha V .; Proll, David F .; Streltsov, Victor A .; Doughty, Larissa; Hattarki, Meghan K .; Nuttall, Stewart D. (2006). "Dimerizační strategie pro fragmenty protilátek s jednou doménou žraloka IgNAR". Journal of Immunological Methods. 315 (1–2): 171–84. doi:10.1016 / j.jim.2006.07.019. PMID  16962608.
  15. ^ Wesolowski, Janusz; Alzogaray, Vanina; Reyelt, Jan; Unger, Mandy; Juarez, Karla; Urrutia, Mariela; Cauerhff, Ana; Danquah, Welbeck; Rissiek, Björn; Scheuplein, Felix; Schwarz, Nicole; Adriouch, Sahil; Boyer, Olivier; Seman, Michel; Licea, Alexej; Serreze, David V .; Goldbaum, Fernando A .; Haag, Friedrich; Koch-Nolte, Friedrich (2009). „Protilátky s jednou doménou: slibné experimentální a terapeutické nástroje v oblasti infekce a imunity“. Lékařská mikrobiologie a imunologie. 198 (3): 157–74. doi:10.1007 / s00430-009-0116-7. PMC  2714450. PMID  19529959.
  16. ^ A b Feng, Mingqian; Bian, Hejiao; Wu, Xiaolin; Fu, Tianyun; Fu, Ying; Hong, Jessica; Fleming, Bryan D .; Flajnik, Martin F .; Ho, Mitchell (leden 2019). „Konstrukce a sekvenční analýza nové generace velké knihovny fágů VNAR s jednou doménou protilátek od šesti naivních žraloků. Protilátková terapeutika. 2 (1): 1–11. doi:10.1093 / abt / tby011. ISSN  2516-4236. PMC  6312525. PMID  30627698.
  17. ^ Angličtina, Hejiao; Hong, Jessica; Ho, Mitchell (2020). „Starověké druhy nabízejí moderní terapeutika: aktualizace sekvencí protilátek proti žraločím VNAR v jedné doméně, fágových knihoven a potenciálních klinických aplikací“. Protilátková terapeutika. 3: 1–9. doi:10.1093 / abt / tbaa001.
  18. ^ Zhang, Tianyi; Tacchi, Luca; Wei, Zhiguo; Zhao, Yaofeng; Salinas, Irene (2014). „Intraclass diverzifikace genů těžkého řetězce imunoglobulinů u afrických plic“. Imunogenetika. 66 (5): 335–51. doi:10.1007 / s00251-014-0769-2. PMC  4348116. PMID  24676685.
  19. ^ Ota, T .; Rast, J. P .; Litman, G. W .; Amemiya, C. T. (2003). „Retence omezená na linii primitivního izotypu těžkého řetězce imunoglobulinu v Dipnoi odhaluje evoluční paradox“. Sborník Národní akademie věd. 100 (5): 2501–6. Bibcode:2003PNAS..100.2501O. doi:10.1073 / pnas.0538029100. PMC  151370. PMID  12606718.
  20. ^ Du, Christina C .; Mashoof, Sara M .; Criscitiello, Michael F. (2012). „Orální imunizace afrických drápů (Xenopus laevis) zvyšuje regulaci slizničního imunoglobulinu IgX“. Veterinární imunologie a imunopatologie. 145 (1–2): 493–8. doi:10.1016 / j.vetimm.2011.10.019. PMC  3273591. PMID  22100190.

externí odkazy