Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

24.4: Структура антител
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Структура антител
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

24.4: Структура антител

Обзор

Антитела, также известный как иммуноглобулины (Ig), являются важными игроками адаптивной иммунной системы. Эти антиген-связывающие белки производятся клетками группы В и составляют 20 процентов от общей плазмы крови по весу. У млекопитающих антитела подпадают под пять различных классов, каждый из которых вызывает различную биологическую реакцию на связывание антигенов.

Y-образная структура антител состоит из четырех полипептидных цепей

Антитела состоят из четырех полипептидных цепей: две одинаковые тяжелые цепи по 440 аминокислот каждая и две одинаковые световые цепи, состоящие примерно из 220 аминокислот каждая. Эти цепи расположены в Y-образной структуре, которая проводится вместе сочетанием ковалентных дисульфидных связей и нековалентных связей. Кроме того, большинство антител несут остатки сахара. Процесс добавления сахарных боковых цепей в белок называется гликозилированием.

Подразделения антитела имеют различные функции

И световая цепь, и тяжелая цепь способствуют связыванию антигена на каждом из кончиков структуры Y. Эти 110-130 аминокислот являются весьма изменчивыми, чтобы позволить признание почти неограниченное количество антигенов. Этот регион также называют переменной областью и является частью антигенного связывающего фрагмента.

Каждая рука Y-образного блока имеет одинаковый антигенный обязательный участок. Антитела могут пересекать антигены: когда одна рука связывается с одним антигеном, а другая рука связывается со вторым, структурно идентичным антигеном. Перекрестному подключению способствует гибкая область шарнира, которая соединяет руки антитела со стеблем и позволяет переменные расстояния между антигенными связывающими участками. Большие решетки поперечных антигенов впоследствии более быстро и легко похитят макрофагами, удаляя сразу большее количество антигена.

Стволовая область антитела также называется фрагмент кристаллизованной (Fc) области и определяет функцию эффектора антитела. Через домен Fc, антитела могут взаимодействовать с рецепторами Fc на других иммунных клетках, таких как В-клетки, макрофаги и тучные клетки. Область Fc часто гликозилирована, препятствуя или позволяя доступу рецепторов Fc. Таким образом, изменение состояния гликозиляции антитела позволяет быстро модулировать функцию антител.

Млекопитающие имеют пять классов антител

Антитела классифицируются по количеству Y-образных структур и типу тяжелых цепей. Антитела класса IgD, IgE и IgG имеют единую Y-образную структуру, обеспечивая два одинаковых антигенных связывающих участка на кончиках рук. В более научных терминах: они имеют валентность 2. IgD, IgE и IgG отличаются, однако, по составу дисульфидных и нековалентных связей между двумя тяжелыми цепями. IgA может произойти как мономер или как димер, напоминающий два Ys, которые соединены на их базе. Как димер, IgA имеет четыре одинаковых антигена связывания сайтов-валентность из четырех. IgM может произойти как мономер, но чаще встречается как пентамер, придавая ему валентность 10.

Пять классов антител вызывают различные иммунные функции

Антитела IgG являются наиболее распространенными молекулами антител в крови и выделяется в больших объемах, когда конкретный патоген встречается во второй раз. IgGs способствовать ликвидации патогенов несколькими способами. Они оссонируют патогенные микроорганизмы, чтобы вызвать фагоцитоз макрофагами или нейтрофилами. Активность этих фагоцитических клеток усиливается системой комплемента, каскадом энзиматических белков. Система дополнения сама по себе вызвана IgG. Кроме того, IgGs являются единственными антителами, которые могут пересечь плаценту от матери к плоду. Они также выделяется в материнское молоко, тем самым предлагая пассивный иммунитет, который защищает ребенка от инфекций.

IgA защищает слизистые поверхности, такие как желудочно-кишечные, дыхательные и урогенитальные тракты. Он в первую очередь нейтрализует бактерии, предотвращая их движение по эпителии. IgA также выделяется в слизь, слезы, слюну и молозив (богатая антителами секреция груди матери в первые дни после родов). IgA происходит как димер, когда он выделяется и как мономер в жидкостях организма.

Мономеры класса IgM первыми появляются на наивных В-клетках. IgMs являются основным классом антител, которые выделяется В-клеток в ответ на первое воздействие антигена-основной ответ антитела. Когда антиген связывается с молекулой IgM, он активирует систему дополнения и нейтрализует патогенные микроорганизмы.

Функции антител IgD не очень хорошо изучены, но, кажется, напоминают функции IgM.

IgE является сложной задачей для изучения из-за их низкого уровня в жидкостях организма и в основном известны своим негативным воздействием на здоровье человека: аллергии. Во время аллергической реакции IgE связывается со своим сонатным антигеном. Впоследствии область Fc IgE связывается с тучных клеток и базофилов, тип белых кровяных клеток. Взаимодействие IgE и Fc-рецептора на поверхности клетки вызывает высвобождение гистамина и интерлекинов, что, в свою очередь, вызывает аллергические симптомы, такие как чихание и зуд.

Антитела для исследований, диагностики и терапии производятся у животных

Антитела являются важным инструментом во многих научных дисциплинах, а также в диагностике, а иногда и лечения заболеваний. Для выработки антител антиген вводят в ферму или лабораторию животных, часто кроликов, кур, хомяков или коз, а затем изолируют от крови животного.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter