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3.11: Structure des anticorps
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Molecular Biology

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Antibody Structure
 
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3.11: Structure des anticorps

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Les anticorps, également connus sous le nom d’immunoglobulines (Ig), sont des acteurs essentiels du système immunitaire adaptatif. Ces protéines liant les antigènes sont produites par les cellules B et représentent 20 pour cent du plasma sanguin total en poids. Chez les mammifères, les anticorps se divisent en cinq classes différentes, qui provoquent toutes une réponse biologique différente avec la fixation de l’antigène.

La structure en forme de Y des anticorps se compose de quatre chaînes polypeptidiques

Les anticorps se composent de quatre chaînes de polypeptides : deux chaînes lourdes identiques d’environ 440 acides aminés chacune, et deux chaînes légères identiques composées d’environ 220 acides aminés chacune. Ces chaînes sont disposées dans une structure en forme de Y qui est maintenue par une combinaison de liaisons disulfure covalentes et de liaisons non covalentes. En outre, la plupart des anticorps transportent des résidus de sucre. Le processus d’addition des chaînes latérales de sucre à une protéine s’appelle la glycosylation.

Les sous-unités d’un anticorps ont des fonctions différentes

La chaîne légère et la chaîne lourde contribuent toutes deux au site de fixation de l’antigène à chacune des extrémités de la structure en Y. Ces 110-130 acides aminés sont très variables pour permettre la reconnaissance d’un nombre presque illimité d’antigènes. Cette région est également appelée la région variable et fait partie du fragment de fixation de l’antigène.

Chaque bras de l’unité en forme de Y porte un site identique de fixation de l’antigène. Les anticorps peuvent réticuler les antigènes : lorsqu’un bras se lie à un antigène et que l’autre bras se lie à un deuxième antigène structuralement identique. La réticulation est facilité par la région de charnière flexible qui relie les bras de l’anticorps à la tige et permet des distances variables entre les sites de fixation de l’antigène. Les grands réseaux d’antigènes réticulés sont ensuite engloutis plus rapidement et plus facilement par les macrophages, éliminant ainsi de plus grandes quantités de l’antigène à la fois.

La région de la tige de l’anticorps est également appelée la région du fragment cristallisable (Fc) et détermine la fonction effectrice de l’anticorps. Par le biais du domaine Fc, l’anticorps peut interagir avec les récepteurs Fc sur d’autres cellules immunitaires, telles que les cellules B, les macrophages et les mastocytes. La région Fc est souvent glycosylée, ce qui entrave ou permet l’accès aux récepteurs Fc. La modification de l’état de glycosylation de l’anticorps permet donc une modulation rapide de la fonction des anticorps.

Les mammifères ont cinq catégories d’anticorps

Les anticorps sont classés selon leur nombre de structures en forme de Y et leur type de chaînes lourdes. Les anticorps de la classe IgD, IgE et IgG ont une structure unique en forme de Y, fournissant deux sites identiques de fixation d’antigènes au bout de leurs bras. En termes plus scientifiques : ils ont une valence de deux. Les IgD, IgE et IgG diffèrent toutefois dans la composition des liaisons disulfure et non covalentes entre leurs deux chaînes lourdes. L‘IgA peut exister en tant que monomère ou en tant que dimère, ressemblant à deux Y qui se joignent à leur base. En tant que dimère, l’IgA a quatre sites identiques de fixation de l’antigène : une valence de quatre. L‘IgM peut exister en tant que monomère, mais on la rencontre plus souvent en tant que pentamère, ce qui lui donne une valence de 10.

Les cinq classes d’anticorps déclenchent différentes fonctions immunitaires

Les anticorps IgG sont les molécules d’anticorps les plus abondantes dans le sang et sont sécrétés en grands volumes lorsqu’un agent pathogène spécifique est rencontré pour la deuxième fois. Les IgG contribuent à l’élimination des agents pathogènes de plusieurs façons. Elles opsonisent les agents pathogènes pour déclencher leur phagocytose par les macrophages ou les neutrophiles. L’activité de ces cellules phagocytaires est renforcée par le système du complément, une cascade de protéines enzymatiques. Le système du complément est lui-même déclenché par les IgG. En outre, les IgG sont les seuls anticorps qui peuvent traverser le placenta de la mère au fœtus. Elles sont également sécrétées dans le lait de la mère, offrant ainsi une immunité passive qui protège le nourrisson contre les infections.

L’IgA protège les surfaces muqueuses telles que les voies gastro-intestinales, respiratoires et urogénitales. Elle neutralise avant tout les bactéries, empêchant leur mouvement à travers l’épithélium. L’IgA est également sécrétée dans le mucus, les larmes, la salive et le colostrum (la sécrétion riche en anticorps du sein d’une mère pendant les premiers jours après l’accouchement). L’IgA existe en tant que dimère lorsqu’elle est sécrétée et en tant que monomère dans les fluides corporels.

Les monomères de la classe IgM sont les premiers à apparaître sur les cellules B naïves. Les IgM sont la principale classe d’anticorps sécrétés par les cellules B en réponse à la première exposition à un antigène, la réponse primaire des anticorps. Lorsqu’un antigène se lie à une molécule d’IgM, il active le système du complément et neutralise les agents pathogènes.

Les fonctions des anticorps IgD ne sont pas bien comprises mais semblent ressembler à des celles de l’IgM.

Les IgE sont difficiles à étudier en raison de leurs niveaux faibles dans les fluides corporels et sont surtout connues pour leur impact négatif sur le bien-être humain : les allergies. Lors d’une réaction allergique, l’IgE se lie à son antigène apparenté. Par la suite, la région Fc de l’IgE se lie aux mastocytes et aux basophiles, un type de globule blanc. L’interaction de l’IgE et du récepteur Fc sur la surface cellulaire provoque la libération d’histamines et d’interleukines, ce qui provoque à son tour des symptômes allergiques tels que des éternuements et des démangeaisons.

Les anticorps pour la recherche, le diagnostic et les thérapies sont produits dans les animaux

Les anticorps sont un outil important dans de nombreuses disciplines de recherche ainsi que dans le diagnostic, et parfois le traitement de la maladie. Pour produire des anticorps, un antigène est injecté dans un animal de ferme ou de laboratoire, souvent des lapins, des poulets, des hamsters ou des chèvres, et il est plus tard isolé à partir du sang de l’animal.


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