Giáo trình sinh hóa động vật phần 10 doc

http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 301 Sự loại trừ allele đã được chứng minh bằng thực nghiệm như sau: tiêm một lượng nhỏ Plasmid có chứa các gen chuỗi K đã tái tổ hợp vào một tế bào trứng chuột đã thụ tinh. Kết quả là chuột chuyển gen này kìm hãm sự tái tổ hợp của các gen chuỗi K. Nhưng kết quả tương tự cũng thu được với các gen chuỗi nặng. Mặc dầu cơ chế loại tr ừ allele vẫn chưa rõ nhưng có khả năng là các sản phẩm protein của các sự kiện tái tổ hợp thành công đã ức chế toàn bộ quá trình tái tổ hợp tương tự sau này. 11. Sự chuyển đổi từ dạng liên kết màng đến dạng tiết của một kháng thể. Sự chuyển đổi từ dạng liên kết màng đến dạng tiết của một kháng thể là do sự thay đổi phiên mã của chu ỗi nặng. Mô hình lựa chọn dòng của sự phát sinh kháng thểđòi hỏi rằng kháng thể bộc lộ trên bề mặt của các tế bào B còn trinh cũng có tính đặc hiệu kháng nguyên giống như các kháng thểđược tiết ra bởi các hậu thế của tế bào B chín. IgM gắn màng (một kháng thểđược tổng hợp bởi các tế bào B trinh) neo vào màng sinh chất bởi một polypeptide kỵ nước 41 gốc tạo nên các cuối C của chuỗi nặng (μm). Dạng ti ết của IgM (kháng thểđầu tiên được tiết ra bởi các tế bào B chín), chuỗi nặng (μs) có 2 đoạn cuối C phân biệt nhau. Vậy các tế bào B đã thay đổi sự tổng hợp chuỗi nặng này như thế nào ? Hình 9.13: Sự chuyên hoá các gen Cμ μμ μ đối với protein μ μμ μs thông qua sự lựa chọn nối thay đổi vị trí polyadenylate hoá. Trong μ μμ μm mARN (trái) đoạn ở cuối exon C 11 3 (6) chuyển nối μ μμ μs đã polyadenylate ở sau 2 exon chuyên hoá đoạn vận chuyển màng (7+8). Các μ μμ μs mARN (phải) lại polyadenylate đúng sau đoạn đuôi μ μμ μs còn lại Các gen chuỗi nặng tái tổ hợp sinh dưỡng bao gồm 8 exon C (Hình 9.13 ): Một đoạn L mã hoá đoạn dẫn peptid tín hiệu, một đơn vị VDJ mã hoá vùng V H ; 4 exon mã hoá vùng C H 1, vùng bản lề, vùng C H 2 và vùng C H 3 và 2 exon mã hoá chọn lọc đuôi vận chuyển màng của μm. Trong việc hình thành m RNA đặc hiệu μm, sựđóng vòng của hệđã loại ra một đoạn ở cuối exon C H 3 đặc hiệu đuôi μs và sự phiên mã đầy đủ đã kết thúc như thường lệ bởi poly (A). Trong sự hình thành μs mRNA thì sự đóng vòng lại làm hệ giữ lại đoạn μs và phiên mã polyadenylate xảy ra sau thời điểm này vì thế loại trừđược đoạn vận chuyển màng. Các tế bào B khi được kích thích bởi kháng nguyên đã có sự chuyển đổi như thế nào giữa sựđóng vòng cuối cùng và vị trí polyadenylate thì vẫn chưa rõ. 12. Sự chuyển lớp Immunoglobulin của các tế bào B. http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 302 Các tế bào B có thể chuyển lớp Immunoglobulin mà chúng tổng hợp. Các tế bào B trinh tổng hợp chủ yếu các IgM gắn màng. Nhưng con cháu của các tế bào B lại bị kích thích tăng sinh tổng hợp các lớp Ig khác nhau có các vùng biến đổi giống nhau cũng như các IgM gốc. Các trình tự acid nucleic đặc hiệu cho vùng biến đổi của chuỗi nặng vì thế trở nên gần kề với trình tựđặc hiệu vùng cốđịnh của các của chuỗi nặng. Vậy cơ chế của sự chuyển lớp là gì ? Những vùng biến đổi của họ gen chuỗi nặng ở người như chúng ta đã thấy, nó bao gồm 8 đoạn mã hoá các vùng cốđịnh cho các lớp và dưới lớp (Hình 9.14). Sự chuyển lớp có thể xảy ra ở quá trình thông qua RNA hoặc DNA. Trên thực tế, cả 2 cơ chế này đều xảy ra. Trong cơ chế xảy ra ở RNA thì không xác định được sự kiện chuyển đổi (switching) là thay đổ i kết thúc phiên mã, sự polyadenylate hay sựđóng vòng. Nhưng trong bất cứ trường hợp nào, kết quả vẫn là tổng hợp mRNA chuỗi nặng có các vùng biến đổi giống nhau, nhưng vùng cốđịnh thì khác nhau. Tế bào vì thế có thể tổng hợp liên tục 2 hoặc nhiều hơn các lớp Ig với các vị trí gắn kháng nguyên giống nhau. Hình 9.14 :Sự chuyển lớp qua trung gian DNA Cơ chế chuyển lớp với DNA xảy ra thông qua sự tái tổ hợp sinh dưỡng giữa đơn vị VDJ và vùng C lựa chọn. Để làm việc đó, các đoạn DNA xen giữa được loại bỏ, vì thế cơ chế này xảy ra không thuận nghịch. Ví dụ sự chuyển đổi tái tổ hợp từ tạo IgM tới tạo IgG (Hình9.14) thì tế bào B đã mất các đoạn C μ, Cδ và Cγ3, vì thế hậu thế của nó không thể tổng hợp được IgM, IgD hoặc IgG3, nhưng vẫn còn tiềm năng để chuyển đổi tổng hợp IgG2, IgE và IgA vì sự tái tổ hợp không gây phiền toái tới các đoạn Cγ2, Cε và Cα. Mỗi đoạn C H có sự loại trừ Cδ do sự chuyển đổi hoặc vùng S bao gồm các yếu tố bổ cứu ngắn lập đi lập lại (Cδ chỉđược biểu hiện thômng qua RNA). Vì thế vùng S này có thể tạo nên các tín hiệu tái tổ hợp sử dụng trong sự chuyển lớp. 13. Receptor tế bào T 13.1.Receptor của tế bào T với kháng nguyên: TCR. Có 2 dạng TCR: TCR1 và TCR2. Khoảng 95% tế bào máu biểu lộ TCR2 và 5% là TCR1. TCR2 (hay TCRαβ) đó là một dimer tạp gồm 2 chu ỗi α và β nối với nhau bằng liên kết đồng hoá trị. Chuỗi α là sản phẩm của sự sắp xếp lại các gen trên nhiễm sắc thể 14; chuỗi β là từ các gen trên nhiễm sắc thể 7. Mỗi chuỗi có một vùng biến đổi tương tự nhưở Immunoglobulin, một vùng cố định, một phần xuyên màng và một phần nằm bên trong nguyên sinh chất (cho nên được xếp vào trong siêu họ Ig). Một trong những khác bi ệt lớn với Immunoglobulin là TCR nhận biết không phải là phần epitope nằm trên kháng nguyên nguyên vẹn mà là một peptide từ 8 đến 20 axit amin do kháng nguyên http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 303 bị tiêu hoá mà ra và được bộc lộ bởi một "tế bào trình diện kháng nguyên" (nhưđại thực bào, lympho B) trên một phân tử HLA lớp II đối với tế bào CD4+ hay HLA lớp I đối với tế bào CD8+. TCR2 liên kết với 4 chuỗi polypeptide δ, γ, ε, ζ của CD3, cho phép chuyển đạt tín hiệu kháng nguyên vào bên trong tế bào T. Cuối cùng là sự kết hợp của các phân tử, một bên là CD2 và LFA1 của tế bào lympho và bên kia là LFA3 và ICAM1 của tế bào đối ứng làm tăng cường thêm s ự bám dính giữa tế bào lympho T phụ trợ và tế bào trình diện kháng nguyên hay giữa tế bào T độc với tế bào đích. 13.2. Các receptor khác của tế bào T. Receptor với đoạn Fc (FcR) của Ig. Những Receptor này không chỉ có trên tế bào T. Các tế bào lympho T và B cũng như những tế bào khác trong máu, hay ở các mô, đều có thể biểu lộ Receptor với đoạn Fc của các lớp hay dưới lớp Ig khác nhau. Có thể không thấy rõ các receptor ấy trong việc hình thành hoa hồng EA (hồng cầu gắn kháng thể ) hay bằng kháng thểđơn dòng. Sự có mặt của chúng tương ứng với các chức năng hiệu ứng hay điều hoà. TCR1 hay TCR γ γγ γδ δδ δ : Các lympho chưa chín mang Receptor này nên chúng nhận biết được kháng nguyên mà không bị hạn chế bởi MHC (cho nên có thể là một nguyên nhân gây bệnh tự miễn ). Hình 9.15. Các thành viên của siêu họ Ig (a) Receptor tế bào T, (b) IgM gắn màng, (c) Protein MHC lớp I và (d) protein MHC lớp II. Receptor với interlcukin 2 (IL-2) hay CD25. Receptor với IL-2 tham gia vào sự phát triển tế bào T và trong đáp ứng miễn dịch tế bào khi có kích thích (nó xuất hiện khi tế bào được hoạt hoá, trên tế bào lympho T cảm ứng vừa có CD25 vừa tiết IL-2 nên có hiện tượng tự kích thích (autocrin) làm khuyếch đại phản ứng. http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 304 Receptor bổ thể (C). Có 2 loại: CD35 hay CR1 và CD21 hay CR2. Receptor với IL-1, IL-4, IFN γ γγ γ , hormone, lectin. Những tiến bộ gần đây đã cho thấy trên tế bào lympho ngoài các Receptor với cytokin còn có cả Receptor với hormone và chất dẫn truyền thần kinh như ACTH, endorphin nên mới có khái niệm mở rộng hệ thần kinh hormone - miễn dịch (hình 9 15). 14. Phức hợp hoà hợp tổ chức chính. Các protein gắn trên màng được mã hoá bởi phức hoà hợp tổ chức chính (major Histocompatibility complex - MHC) như chúng ta đã thấy, nó là các maker trình diện kháng nguyên (Protein MHC lớp I) và marker của các tế bào miễn dịch (Protein MHC lớp II). Dưới đây chúng ta sẽ xét về cấu trúc cũng như bản chất di truyền của các protein cần thiết này. 14.1. Protein MHC có tính đa dạng cao. MHC được nghiên cứu mở rộng cảở trên người cũng như trên chuột. Ở người, protein MHC lớp I được mã hoá bởi 3 locus đồng nhấ t di truyền nhưng tách biệt là HLA-A; HLA-B và HLA-C (Hình 9,16). (HLA = human - leucocyte - assciate antigen, vì những protein này lần đầu tiên được tìm thấy ở bạch cầu Leucocyte). Vì vậy, mỗi cơ thể tổng hợp trên 6 protein MHC lớp I khác nhau. Ở người cũng có 3 protein MHC lớp II mà các chuỗi α và β của nó được mã hoá bởi các gen DPα, DPβ, DQα, DQβ, DQα và DRβ (Hình9.16). Gen MHC của chuột ở locus H-2 cũng được sắp xếp tương tự như trên. Hình 9.16:Bản đồ di truyền của MHC trên người mã hoá protein HLA . Gen lớp III mã háo một số protein của bổ thể Hiện tượng nổi bật nhất của các gen MHC lớp I và II là tính đa dạng cao giữa các cá thể. Thực chất chúng là các gen đa dạng nhất đã biết ởđộng vật có xương sống bậc cao. Ví dụở người có 23 allele A, 49 allele B và 12 allele C có các đặc tính riêng đã được phát hiện. Cũng tương tự như vậy, có > 50 allele ở gen MHC lớp I củ a chuột. Hai cá thể không có quan hệ với nhau thì không giống nhau nhiều để đến mức có cùng một bộ gen MHC. 14.2. Protein MHC lớp I. Các mô có thểđược cấy từ một bộ phận của cơ thể này sang cơ thể khác hoặc giữa các cơ thể giống nhau về mặt di truyền (đẻ sinh đôi). Nhưng ngay cả khi các mô được cấy vào giữa các cơ thể có quan hệ gần gũi thì các mảnh ghép cũng bị huỷ hoại bởi hệ thống miễn dịch của cơ thể tiếp nhận. (Hiện tượng này là trở ng ại chính đối với việc ghép các cơ quan như tim và thận). Những nghiên cứu về sự loại trừ mảnh ghép như thếđã gần 50 năm trôi qua, do đó việc phát hiện ra protein MHC lớp I được hiểu là kháng nguyên ghép (Transplantation antigen). Protein MHC lớp I là các glycoproteit vận chuyển màng ∼ 44 - KD được bộc lộ trên bề mặt hầu hết các tế bào có nhân của động vật có xương sống. Các trình tự aminoacid của những protein này được cuộn lại trong 5 vùng từ cuối C đến cuối N, một vùng tế bào chất ∼ 30 gốc và một đoạn vận chuyển màng ∼ 40 gốc, 3 vùng ở bên ngoài ký hiệu α 3 ,α 2 và α 1 (Hình 9.15 c) ∼ 90 gốc. Các protein MHC lớp I được liên kết với nhau bởi liên kết không đồng hoá trị với tỷ lệ 1:1 với β 2 - microglobulin (β 2 m; Hình9.15, c); đó là một protein 12 - KD. Cấu trúc tia X của phần nằm ngoài tế bào của protein MHC lớp I, HLA-A 2 được làm sáng tỏ bởi Don Wiley và Jack Strominger, các ông đã chỉ rõ rằng vùng α 3 cũng như β 2 - microglobulin đều tương đồng với các Immunoglobulin, tức là thừa nhận http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 305 Immunoglobulin gấp nếp. Một cách rõ ràng là tất cả các protein này cùng với các receptor tế bào T đều có quan hệ tiến hoá và tạo nên siêu họ gen (một bộ gen có quan hệ tiến hoá với các chức năng biến đổi). Các vùng α 1 và α 2 tương đồng này của HLA-A 2 tạo nên một tấm β đối song song 8 dây đơn có quan hệ với nhau xếp song song với màng tế bào và đi dọc bên sườn bởi 2 soắn α. Do có rãnh sâu hoặc khe vừa kích thước và hình dáng soắn nên nó có thể gắn với một polypeptide có 8 - 10 gốc tạo nên vị trí gắn của đoạn kháng nguyên đã được tế bào xử lý, nó gắn với chính protein MHC lớp I này và được nhận biết bởi Receptor tế bào T. Thật vậy, HLA-A 2 chứa một liên kết "kháng nguyên" chưa rõ ở trong rãnh (đã được tinh khiết và kết tinh lại) với protein MHC lớp I (được tổng hợp trong một dòng tế bào nuôi cấy của người ). Tuy nhiên, những gốc aminoacid là khác nhau giữa HLA-A 2 và 2 protein MHC lớp I khác mà cấu trúc tia X đã được xác định (HLA - Aw 68 và HLA - B27) tập trung ở trong và bao quanh khe gắn kháng nguyên. Cấu trúc tia X của protein MHC lớp I của người cũng như của chuột đều tạo phức với các peptide nội sinh hoặc với các peptide octa và nona ngoại sinh đặc hiệu đã chứng tỏ rằng những protein này gắn với peptide thân cận (Cognate) của chúng và trình diện tới Receptor tế bào T. Các peptide này gắn với các protein MHC lớp I hầu hết qua liên kết hydrogen ở khung peptide, các peptide có sự soắn lại và nới rộng cấu trúc giống như soắn polyprolin II. Vì thế các mạch bên peptide kế tiếp sẽ nhô ra theo hướng đối nghịch, nó hơi giống chuỗi bên của một dây trong nếp gấp β. Trong phức hợp protein H - 2K b của chuột với một nonapeptide Virus chẳng hạn thì chuỗi bên của các gốc P 2 , P 3 , P 6 và P 9 (ởđây P n là chỉ thứ tự gốc của peptide) mặt hướng vào trong để tiếp xúc với protein trong những cái túi để gắn với chúng). Những chuỗi bên còn lại ít nhất có một phần tiếp xúc với dung môi và co’ thể tương tác với Receptor tế bào T. Thêm vào nữa, các cuối N và cuối C của các peptide gắn vào sâu và bảo vệ các túi này ở cuối khe gắn Protein MHC thông qua liên kết hydrogen để tiếp xúc với các gốc đã được bảo vệ,vì vậy chúng ta biết được hướng đI của peptide.Như vậy octapeptide này gắn với H-2Kb là cần thiết để duy trì tiếp xúc tương tự như v ới nonappeptide bởi vì gốc P 5 của nonapeptide được điều chỉnh thông qua việc hình thành một chỗlồi ở trung tâm (tức là các gốc từ P 6 tới P 9 trong nonamer tương ứng với P 5 tới P 8 trong octamer). Kích thước và vị trí của các amino acid ở túi có chứa các chuỗi bên hút giữđã chứng tỏ rằng bất kỳ một protein lớp I đặc biệt nào cũng chỉ có thể lựa chọn một cách giới hạn các peptide. Ví dụ trong phức hợp của HLA - B27 với các peptide nội sinh, chuỗi bên P 2 gắn vào một túi kỵ nước kết thúc ở gần Cys 67 và Glu 45 tích điện âm. Điều này chứng tỏ rằng vị trí này gắn ưu tiên một chuỗi dài, tích điện dương. Trong thực tế, tất cả 11 peptide có ở HLA - B27 đều chứa Arg ở P 2 . Sự phân biệt các chuỗi bên hút giữ khác ở P 3 , P 7 và P 9 mặc dầu không giới hạn như P 2 , nó có hoặc ít hoặc nhiều bản chất túi, còn trong khi đó các chuỗi bên ởđầu dung môi thì có sự phân biệt rộng hơn. Những peptide ở các protein HMC lớp I khác cũng thể hiện các hoạ tiết trình tựđặc hiệu allele tách biệt. Đặc biệt, mỗi hoạ tiết trình tự có chứa 2 vị trí neo, nó có thể chỉ có một hoặc nhiều gốc có chuỗi bên quan hệ gần gũi. Vị trí neo này thay đổi với từng protein MHC. Trong cố gắng làm rõ vai trò củ a các gốc có ở HLA-A 2 , người ta đã thấy có sự tương tác với đầu cuối N và đầu cuối C của peptide mà HLA-A 2 gắn. Stromiger đã phát hiện hiệu ứng đột biến của những gốc này trên phức hợp peptide HLA-A 2 là khả năng hoạt hoá của các tế bào T Killer. Cả 2 gốc Tyr đều gắn với các cuối N của nonapeptide influenza Virus đã được đột biến bằng Phe. Điều đó dẫn tới 2 vấn đề lớn: Một là khả năng của các tế bào T Killer là làm tan các tế bào có HLA - A 2 đột biến và hai là các HLA - A 2 đột biến này đều phơi bày một nonapeptide hoặc influenza Virus tiếp xúc. Rõ ràng là liên kết Hydrogen mà các chuỗi bên Tyr tạo với các nhóm amin cuối N và có thể cả nonapeptide liên kết HLA - A 2 chuyên biệt cho hoạt hoá T Killer. Tuy nhiên, sựđột biến các gốc Tyr http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 306 và Phe đã hình thành liên kết Hydrogen với nhóm Cachoxyl cuối C của nonapeptide, nhưng Phe và Val thì không hoạt hoá được T Killer. 14.3. Protein MHC lớp II. Baruj Benacerraf là người phát hiện ra protein MHC lớp II, ông quan sát thấy rằng các đáp ứng miễn dịch nào đó thông qua một trung gian là sản phẩm gen, chứ không phải là kháng thể. Ví dụ như khi chuột bạch được tiêm chủng với một kháng nguyên đơn như polylysine, có một số cơ thểđáp ứng rất mạnh đối với kháng nguyên này trong khi đó các cơ thể khác lại không đáp ứng. Đáp ứng miễn dịch với một kháng nguyên đã cho là mộ t đặc trưng di truyền nổi bật. Một số nhỏ cái gọi là các gen đáp ứng miễn dịch (Ir) rõ ràng là điều khiển cơ thểđáp ứng với tất cả các kháng nguyên đơn. Một cá thể luôn luôn có thểđáp ứng miễn dịch chống lại các kháng nguyên xâm nhập một cách tự nhiên. Bản đồ gen Ir trên MHC vì thế bây giờđược hiểu là các gen MHC lớp II. Chúng mã hoá cho 2 subunit (dưới đơn vị) của một glycoproteit vận chuyển màng heterodimer có chuỗi α - 33 - KD và chuỗi β - 28 - KD. Mỗi chuỗi có 2 vùng (Hình 9.15d). Các trình tự amino acid của các subunit này chỉ ra rằng các vùng cuối C của α 2 và β 2 là các thành viên của siêu gia đình gen Immonoglobulin. Tuy nhiên, các vùng α 1 và β 1 có thể sắp thẳng hàng trên một cấu trúc đã biết của các vùng α 1 và α 2 của protein MHC lớp I. Điều này chứng tỏ rằng protein MHC lớp I và lớp II có cấu trúc cũng như chức năng tương tự. Dựđoán này đã được khẳng định bởi cấu trúc tia X của phần nằm ngoài tế bào của protein MHC lớp II, HLA - DR1. Các phức hợp của nó với hỗn hợp các peptide nội sinh và một đoạn gồm 13 gốc của protein hemagglutinin của Virus influenza (HA) đã được xác định bởi Strominger và Wiley. Tuy nhiên, vị trí gắn peptide của HLA - DR1 là một vòng mởở cuối, trong khi đó protein MHC lớp I lại là những rãnh kéo dài nhưng ở cuối thì đóng lại. Điều này giải thích tại sao protein MHC gắn peptide với chiều dài tuỳ tiện, trong khi đó protein MHC lớp I gắn kéo dài là chủ yếu nhưng lại có các nonapeptide phồng ra ngoài. Như vậy, cấu trúc tia X của HLA - DR1 trong phức với HA 13 gốc đã chứng tỏ rằng peptide này ruỗi ra cảở 2 đuôi của đường rãnh gắn c ủa nó. Tuy vậy, protein MHC lớp I và lớp II đều là các dimer αβ, HLA - DR1 được kết tinh như một Dimer αβ trong đó tất cả 4 mặt cuối C đều cùng 1 hướng và bề mặt của khe gắn peptide đều ở hướng đối diện. Đây là một cách trong đó các dimer αβ protein MHC lớp II biểu lộ có sự kết hợp ở trên màng bề mặt tế bào.Vì ligand cảm ứng sự dimer hoá của các Receptor bề mặt tế bào là cơ ch ế dẫn truyền các tín hiệu nên có thể là sự dimer hoá của Receptor tế bào T trhân thuộc được làm theo kiểu hoạt hoá tế bào T. Điều này sẽ giải thích tại sao các receptor tế bào T được hoạt hoá bằng cách liên kết chéo với kháng thể hai hoá trị (divalent) chứ không phải bằng đoạn Fab một hoá trị (monovalent) tương ứng. 14.4. Tính đa dạng của MHC. Tính đa dạng của MHC có chức năng bảo vệ quan trọng. Hầu hết các gốc có tính đa dạng trong protein MHC đều được tập hợp lại thành các cụm, như chúng ta thấy rãnh gắn kháng nguyên phải như thế nào đó để mỗi bạch cầu đa nhân gắn với một đoạn kháng nguyên đã cho với một ái lực đặc trưng (người ta đã xác định được rằng bất kỳ m ột MHC lớp I bạch cầu đa nhân nào cũng có thể gắn < 1 % octapeptide và nonapeptide mà nó chạm trán). Những quan sát đã mô tảở trên về sự thay đổi đáp ứng miễn dịch với các gen (Ir) MHC lớp II vì thếđược xác định rằng một số protein MHC lớp II bạch cầu đa nhân tác dụng yếu hơn so với các lớp khác trong việc kết hợp với một epitope đã cho. Thật vậy, những nghiên cứu dịch tễ miễn dịch đ ã chỉ rõ rằng những bạch cầu đa nhân nhậy cảm tăng lên hoặc giảm xuống đối với một bệnh nhiễm khuẩn hoặc bệnh tự miễn. Ví dụ như 95% cá thể bịđái đường phụ thuộc insulin mang ít nhất một allele DR2 hoặc DR3 của gen DR, còn ở người bình thường chỉ chiếm 50%. Nhưng trong bệnh Celiac (bệnh rối loạn nặng đường ruột do ăn gluten lúa mì) là 100% bởi allele DQw2 củ a gen DQ. Ngược lại, một nghiên cứu về sự phân bố của các allele MHC ở trẻ em Châu Phi bị sốt rét nghiêm trọng có so sánh với những trẻ em bị nhiễm bệnh nhưng không chịu tác động lớn (chỉ có một bộ phận nhỏ trẻ nhiễm ký sinh trùng sốt rét là bịđe doạ tính mạng) đã chỉ rõ ràng HLA-Bw53 của protein MHC lớp I và DRB1 1302 - DQB1 0501 của protein MHC lớp II là kết hợp http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 307 một cách độc lập để chống lại bệnh sốt rét kịch liệt. Những Allele này khá phổ biến ở dân Châu Phi (~ 1% trẻ dưới 5 tuổi chết vì sốt rét). Những allele MHC này dùng để chống lại bệnh sốt rét hơn là chống lại hình ảnh tế bào hình lưỡi liềm. Chức năng của protein MHC bạch cầu hạt là gì ? Dường như là nó không giống như tiến hoá mà chỉđểđề phòng các mô ghép và các Receptor tế bào T chỉ nhận dạ ng được kháng nguyên khi chúng được trình diện cùng với protein MHC. Nếu bất kỳ một mẫu đơn nào có một bộ giống nhau về protein MHC. Nếu một pathogen mà các epitope của nó tương tác yếu với các protein MHC này thì sẽ gạch đi các mẫu đó. Gen MHCbạch cầu hạt có lẽ là để đề phòng pathogen và qua tiến hoá mà có khả năng này. Vì thế sự lựa chọn tự nhiên sẽ dẫn tới việc duy trì sự thay đổi lớn protein MHC trong một quần thể 15. Hệ thống bổ thể. 15.1. Khái niệm và vai trò của bổ thể. Các kháng thể với tất cả sự phức tạp của nó chỉ phục vụ cho việc phân biệt kháng nguyên lạ. Còn một hệ thống sinh học khác làm bất hoạt và ngăn trở sự xâm nhập từ bên ngoài, đó là hệ thống bổ thể. Bổ thể là hệ thống enzyme ký hiệu từ C1 đến C9, hoạt động có tính chất liên hoàn, dây truyền với vai trò đẩy mạnh quá trình phản ứng miễn dịch. Sự dung giải vi khuẩn, tế bào hồng cầu chỉ diễn ra khi có mặt của bổ thể, nó hoạt hoá phản ứng ngưng kết, kết tủa và thực bào. Chức năng của bổ thể, thể hiện ở chỗ là nó gắn với ph ức hợp KN-KT để đáp ứng với những tác dụng của KT. Bổ thể hoạt động theo 3 cách: Giết các tế bào lạ bằng cách gắn và làm tan màng tế bào, quá trình đó được hiểu là cốđịnh bổ thể ( complement fixation). Kích thích sự thực bào các vật lạ, quá trình này có tên là sự opsonin hoá. Tạo ra phản ứng viêm cục bộ. Hệ thống bổ thể bao gồm ~ 20 protein huyết tương (bảng 9.2) nó tương tác trong 2 bộ phản ứng có liên quan với nhau (Hình 9.17): Con đườ ng cổđiển phụ thuộc kháng thể (antibody - dependent Classical pathway) và con đường khác không phụ thuộc kháng thể (antibody - independent alteRNAtive pathway). Cả hai con đường đều gồm nhiều phản ứng hoạt hoá trình tự của một sery các protease serine, rất giống quá trình đông máu. Hệ thống bổ thể có tên gọi rất khác thường. Hầu hết các tên protein bổ thểđều có chữ "C" và theo sau là tên số các thành phần, nếu protein lại có các subunit hoặc các đoạn protein lớn thì lại có chữđặt dưới. Các protease hoạt hoá đượ c chỉđịnh bằng dấu gạch ở trên các thành phần riêng biệt. Ví dụ: C 4b là protease được hoạt hoá bởi sự proteolysis C4. 15.2. Hoạt hoá bổ thể theo con đường cổđiển. Trong con đường cổđiển, các protein bổ thể tạo nên 3 phức hợp gắn màng hoạt hoá trình tự (hình 9.17,). Đơn vị nhận biết, gắn với phức hợp kháng nguyên - kháng thể gắn trên bề mặt tế bào. Đơn vị hoạt hoá, khuyếch đại sự nhận biết thông qua thác proteolytic. Phức hợp tấn công màng (membrane attack complex - MAC) phức hợp này chích vào màng sinh chất của các tế bào và gây nên sự ly giải rồi chết của tế bào. http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 308 Hình 9.17. Sơđồ các con đường hoạt hoá bổ thể. Các mũi tên chỉ hoạt hoá proteolytic. Proteolytic hoạt hoá được chỉ bằng một gạch trên chỉ số của hợp phần. 15.2.1. Đơn vị nhận biết. Con đường cổđiển được khởi đầu khi C1, một đơn vị nhận biết gắn đặc hiệu với tổ hợp kháng nguyên - kháng thể trên bề mặt tế bào. C1 có ở màng sinh chất, được coi như là phức hợp gắn lỏng lẻo của C1q, C1r và C1s. C1q là protein chủ yếu nhất, nó gồm 18 chuỗi polypeptide A 6 ,B 6 ,C 6 trong đó các gốc cuối N ∼ 80 của mỗi chuỗi có sự lặp lại các trình tự Gly - X - Y mang đặc tính Collagen. Ởđây X thường là Pro và Y thường là 4 - Hydroxyproline hoặc 5 Hydroxylysine. C1q vì thế là 1 bó gồm 6 vòng soắn giống Collagen mà cuối mỗi soắn là một vùng cuối C hình cầu gắn với nhau cũng tương tự 1 bó gồm 6 hoa tulip (Hình 9.18). Nhưng vùng hình cầu này gắn kháng thể - kháng nguyên thông qua sự nhận diện của vùng Fc của IgM và một vài dưới lớp của IgG (mặc dù Fc ở phức kháng nguyên - kháng thể khác với cấu trúc ở dạng kháng thể tự do như thế nào thì vẫn chưa rõ). Tuy nhiên, C1 chỉ được hoạt hoá nếu 2 đầu C1q của nó được gắn liên tục với kháng thể, quá trình này đòi hỏi sự tham gia của ít nhất 2 phân tử IgG, nhưng với IgM thì nó có hiệu lực xa hơn. Chỉ một thay đổi về cơ chất bao gồm cả Lipopolysaccharid vi khuẩn và màng Virus cũng có thể hoạt hoá được C1. Phần còn lại của C1 là C1r và C1s là nh ững zymogen protien serine đồng dạng cũng giống như hầu hết các zymogen đông máu, chúng đều bị hoạt hoá do việc cắt proteolytic tạo nên 2 chuỗi liên kết disulfide. Bảng 9.2 : Các thành phần Protein của hệ thống bổ thể. Protein Cấu trúc dưới đơn vị Khối lượng phân tử Đơn vị nhận biết (C1) Clq A 6 B 6 C 6 460 Clr α 2 157 Cls α 2 150 Đơn vị hoạt hóa C2 Monomer 81 http://www.ebook.edu.vn Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Hoỏ Sinh ng vt 309 C3 174 C4 187 n vi tn cụng mng C5 190 C6 Monomer 102 C7 Monomer 91 C8 142 C9 Monomer 61 Con ng khỏc Factor B Monomer 83 Factor D Monomer 24 Properdin (P) 4 224 Protein iu hũa Factor H Monomer 137 Factor I 63 Protein gắn C4b 7 570 Chất ức chế C I Monomer 53 Protein S Monomer 52 Việc gắn phức hợp kháng thể - kháng nguyên sẽ kích thích C1q gắn chặt hơn vào 2 subunit của C1r và C1s, đó là một quá trình phụ thuộc Ca 2+ , kết quả là làm tự hoạt hoá C1r thông qua việc cắt liên kết Arg - Ile. C 1 r khi đến lợt mình lại cắt đặc hiệu C1s ở liên kết Arg - Ile để tạo C 1s . http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 310 Hình 9.18 : Cấu trúc của protein bổ thể C1q 15.2.2. Đơn vị hoạt hoá. Đơn vị hoạt hoá bao gồm các thành phần dẫn xuất từ C2, C3, C4 ở bước khởi đầu hình thành đơn vị hoạt hoá. C 1s cắt C4 ở liên kết Arg - Ile tạo ra các mảnh C4b gắn đồng hoá trị với màng tế bào trong vùng lân cận của đơn vị nhận biết. C4b gắn màng kết hợp với C 1s , cắt đặc hiệu C2. C2a gắn với C4b tạo nên C 42aa, , đó là một protease có tên là C3 convertase nó cắt C3 thành C3a và C3b. Cuối cùng C3b gắn với C3 Convertase để tạo nên đơn vị hoạt hoá C 423bab,,, đó chính là C5 Convertase mà chức năng của nó là hoạt hoá C5 proteolytic bằng cách cắt liên kết Arg- Leu. Cả C4 và C3 đều đi vào nhóm Thioester phản ứng cao khi đó nó có thể liên kết đồng hoá trị các protien này với màng tế bào. Trong C3, Thioester bao gồm một Cys thiol và một nhóm Cacboxyl γ của Glu tạo nên một vòng lớn các đuôi Gly - Cys - Glu - Gla - Asn. Khi cắt C3, sản phẩm C3b phải trải qua sự sắp xếp lại cấu trúc để bộc lộ nhóm Thioester của nó. Sau đó Thioester phải ứng với nhóm OH ho ặc nhóm amin gần bề mặt tế bào để tạo các amide tương ứng hoặc tạo liên kết ester với một nhóm sulfhyhydrin. Chức năng của quá trình này sẽ bàn luận sau. C4 được hoạt hoá cũng tương tự như vậy. Sự hoạt hoá C3, C4 và C5 cũng tạo ra những chức năng khác cho hệ miễn dịch. C3b, C4b tạo nên sự opsonine, đó là những cơ chất kích thích sự thực bào (phagocytosis) (sự opsonine hoá), trong đó C3a, C4a và C5a (một sản ph ẩm của phản ứng Convertase C5 tạo nên độc chất phản vệ (anaphylatoxin), các cơ chất kích thích phản ứng viêm cục bộ và co thắt cơ trơn. [...]... kỹ thuật di truyền Chủng vi sinh vật dùng làm vaccine được cấy ghép gen mã hoá kháng nguyên lấy từ vi sinh vật gây bệnh Vi sinh vật được cấy ghép là vi sinh vật Vector Vaccine lai ghép một lúc kích thích cơ thể tạo ra hai đáp ứng miễn dịch: Đáp ứng bảo vệ đối với vi sinh vật gây bệnh và đáp ứng với vi sinh vật vector Nếu vi sinh vật vector được chọn từ danh mục các vi sinh vật hiện có thì như vậy người... Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 329 http://www.ebook.edu.vn Các glucoprotêin Glucose máu Glycogen Động vật Các Sacarose monosaccharide Thực vật disaccharide Glucose - phosphate Năng lượng phosphoenolpyruvat Cố định C02 Hình 11.5 Con đường phosphoenolpyruvate đến glucose-6-phosphate là chung cho sự biến đổi sinh tổng hợp của nhiều tiền chất khác nhau hình thành saccharide trong động vật. .. (hình 10. 1a) Như vậy, cả 2 loại phân tử đó đều giống nhau ở chỗ có một đầu ưa nước, một đầu kỵ nước Đầu kỵ nước bị nước gian bào cũng như nước nội bào đẩy nên quay vào trong, chúng gặp nhau, hấp dẫn nhau, đó là phần kỵ nước tức là phần mỡ chiếm lớp giữa hai lớp kép của màng Phần ưa nước thì quay ra mặt ngoài tiếp giáp với nước bao quanh Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật. .. này, nếu thiếu vật mang thì không thực hiện được sự khuếch tán Vì có vai trò của vật mang nên quá trình này cũng còn gọi là khuếch tán qua vật mang Khuếch tán tăng cường khác khuếch tán đơn thuần qua kênh mở, do một điều quan trọng là độ khuếch tán tăng tỷ lệ thuận với nồng độ chất khuếch tán Trong khuếch tán tăng cường, tốc độ Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật ……………………………... serine, cystein, glutamate, proline, aspartate) được coi là acid amin tạo glucose Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 328 http://www.ebook.edu.vn Ngoài ra, giữa quá trình dị hoá saccharide (chu trình Krebs) và quá trình dị hoá acid amin (chu trình urea) có những giai đoạn tạo ra các sản phẩm trung gian giống nhau Đó là các aspartate, glutamate, fumarate Điều... kháng thể Câu 3: Cho biết hệ thống bổ thể Quá trình hoạt hoá bổ thể? Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 314 http://www.ebook.edu.vn Chương X SỰ VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG 1 Những nét đại cương về màng tế bào Trước đây phần lớn các nhà sinh học chưa có khái niệm về màng Có ý kiến cho rằng giữa môi trường ngoài và nguyên sinh chất, chỉ tồn tại một bề mặt tiếp xúc,... –diphosphate Acetyl-CoA đi vào chu trình glyoxylic (ở một số thực vật, vi khuẩn, nấm mốc) nó sẽ tạo thành oxaloacetate, tiếp theo thành phosphoenolpyruvate và tổng hợp thành glucose (hình 11.1,11.2) Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 326 http://www.ebook.edu.vn Acid béo β - oxy hoá Acetyl - CoA CH3-CO-SCoA citrate Oxaloacetate Chu trình glyoxylic izocitrat Malate... nên ở các tế bào có nhân đã thực hiện được hàng loạt quá trình hoá học rất đa dạng và có sự điều tiết chặt chẽ chẳng hạn như trao đổi chất, thực bào, tiêu hoá, tổng hợp protein, sinh năng lượng v.v Trong quá trình tiến hoá của sinh vật, việc xuất hiện các loại màng sinh học là một bước tiến về chất hết sức quan trọng Màng sinh học với thành phần nền tảng là lipid giúp ngăn cách môi trường trong và... CHƯƠNG X: SỰ VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG Khái niệm về màng Thành phần cấu tạo của màng Sự vận chuyển các chất qua màng Câu 1: Thành phần cấu tạo của màng? Câu 2: Sự vận chuyển các chất qua màng? Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 325 http://www.ebook.edu.vn Chương XI MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT Trong các tế bào và trong các cơ thể sống sự trao... thực vật Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 330 http://www.ebook.edu.vn Glucose Glucose-6 - phosphatase Ribose-5phosphate Histidine Eritrose-4phosphate Serine Photphoenolpyruvate Tryptophan Phenylalanine Tyrosine 3-phosphat glycerate Glycine cycteine Pyruvate Alanine Valine Leucine Hình 11.6: Tổng quát của sinh tổng hợp các acid amin Các tiền chất từ quá trình . kỹ thuật di truyền. Chủng vi sinh vật dùng làm vaccine được cấy ghép gen mã hoá kháng nguyên lấy từ vi sinh vật gây bệnh. Vi sinh vật được cấy ghép là vi sinh vật Vector. Vaccine lai ghép một. ứng miễn dịch: Đáp ứng bảo vệđối với vi sinh vật gây bệnh và đáp ứng với vi sinh vật vector. Nế u vi sinh vật vector được chọn từ danh mục các vi sinh vật hiện có thì như vậy người ta được dùng. người ta bi ết toàn bộ kiểu gen của vi sinh vật chứa khoảng 3 triệu đôi http://www.ebook.edu.vn Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá Sinh động vật …………………………… 313 base nitơ. Bằng