GLOBULIN MIỄN DỊCH CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

GLOBULIN MIỄN DỊCH CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG TS.BS Phan Ngọc Tiến 2014 MỤC TIÊU Trình bày thuộc tính chung tất globulin miễn dịch Mô tả cấu trúc globulin miễn dịch Trình bày mối liên quan đến cấu trúc globulin miễn dịch có chức Xác định vùng siêu biến globulin miễn dịch vùng khuôn Xác định lớp, loại globulin miễn dịch Mô tả cấu trúc tính chất lớp globulin miễn dịch TỪ KHÓA Globulin miễn dịch (Immunoglobulin) Hóa trị (Valence) Chuỗi nặng (Heavy chain) Chuỗi nhẹ (Light chain) Vùng biến đổi (Variable region) Vùng định (Constant region) Vùng lề (Hinge region) Domen (Domain) Vùng siêu biến (Hypervariable region) Vùng khuôn (Framework region) Nhóm nhóm (Groups & subgroups) Fab & Fc, F(ab')2 Type type (Type & subtype) Lớp lớp (Class & subclass) Opsonin Chuỗi J (J chain) Mảnh tiết (Secretory component) I ĐỊNH NGHĨA Globulin miễn dịch (Ig): Là phân tử glycoprotein tương bào sản xuất để chống lại kháng nguyên (chức kháng thể) Điện di protein huyết Hình II CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA KHÁNG THỂ: Về kháng thể có cấu trúc giống A Chuỗi nặng, chuỗi nhẹ: Tất Ig có cấu trúc chuỗi gồm đơn vị: gồm chuỗi nặng (5070kD) chuỗi nhẹ (23kD) B Cầu nối Disulfide: Cầu nối Disulfide giữa: chuỗi nhẹ chuỗi nặng gắn với cầu nối Disulfide liên kết cộng hoá trị Số lượng cầu nối disulfide thay đổi phân tử globulin miễn dịch khác Cầu nối Disulfide bên chuỗi: Trong chuỗi polypeptide có liên kết disulfide C Vùng biến đổi vùng định: Cả hai chuỗi nặng nhẹ chia thành hai khu vực sở biến đổi chuỗi axit amino Chuỗi nhẹ - VL (110 axit amin) CL (110 axit amin) Chuỗi nặng - VH (110 axit amin) CH (330-440 axit amin) D Vùng lề Đây vùng mà nhánh phân tử kháng thể có dạng Y, gọi vùng lề có tính linh hoạt phân tử điểm E Vùng (Domains) Hình ảnh ba chiều Ig cho thấy Ig không thẳng, cấu trúc xếp vào khu vực hình cầu, có mối liên kết disulfua chuỗi Những vùng gọi domain Tên domain Chuỗi nhẹ - VL CL Tên domain Chuỗi nặng - VH, CH1 - CH3 (CH4) F Oligosaccharides Carbohydrates gắn vào domain CH2 hầu hết globulin miễn dịch Tuy nhiên, số trường hợp carbohydrates gắn vị trí khác Hình 2: Cấu trúc immunoglobulin III CẤU TRÚC VÙNG THAY ĐỔI A Vùng siêu biến (HVR) hay vùng định bổ khuyết (CDR) - So sánh trình tự acid amin vùng thay đổi Ig cho thấy hầu hết thay đổi nằm ba khu vực gọi các vùng siêu biến hay vùng gắn định tính bổ khuyết minh họa hình - Kháng thể có đặc hiệu khác (khác vị trí kết hợp) có CDR khác nhau, kháng thể có tính tính đặc hiệu có CDR giống - CDR có chuỗi nặng lẫn chuỗi nhẹ B Vùng khung: Là vùng nằm vùng định tính bổ khuyết Hình 3: Cấu trúc vùng biến đổi: Vùng siêu thay đổi, Vùng khung II ALLOTYPES A Định nghĩa - Allotype định kháng nguyên đặc trưng theo dạng allen gen kháng thể - Allotype đại diện cho khác biệt nhỏ trình tự axit amin chuỗi nặng chuỗi nhẹ cá thể khác Ngay khác biệt amino acid làm phát sinh yếu tố định allotype, nhiều trường hợp thay đổi vài amino acid - Sự khác biệt Allotype phát cách sử dụng kháng thể chống lại yếu tố định allotype Những kháng thể tạo cách tiêm Ig loài có allotype khác để làm KN gây miễn dịch B Vị trí Ở người, allotype nằm vùng định chuỗi nặng chuỗi nhẹ (Hình 15) C Occurrence - Allotypes tìm thấy cá thể loài (nhưng tất cả) - Tiền tố ‘Allo-’ có nghĩa khác cá thể loài D Allotypes Ig người - Danh pháp - allotypes đặt tên dựa vào chuỗi nặng hay chuỗi nhẹ mà nằm - Một allotype chuỗi nặng Gamma1 là: G1m - Một allotype chuỗi nhẹ Kappa là: Km (1) (Bảng 1) Hình 15: Allotype Bảng 1: Allotypes người Chuoi Domain Allotype Amino Acid Vị trí IgG1 CH1 G1m(f) = (3) Arg 214 CH1 G1m(z) = (17) Lys CH1 G1m(a) = (1) Arg, Asp, Glu, Leu 355-358 κ light chain CL Km(1) Val, Leu 153, 191 CL Km(3) Ala, Val 153,191 III IDIOTYPES (Id) A Định nghĩa - Quyết định kháng nguyên biểu phân tử kháng thể cá thể phân tử có tính đặc hiệu giống - Đặc hiệu giống có nghĩa tất phân tử kháng thể có vùng siêu biến đồng giống - Quyết định kháng nguyên tạo vùng kết hợp (với kháng nguyên) kháng thể gọi idiotypes kháng thể tạo idiotype gọi kháng thể anti-Id Idiotypes yếu tố định kháng nguyên tạo vùng siêu biến kháng thể kháng thể chống idiotype trực tiếp chống lại vùng siêu biến B Vị trí - Idiotypes nằm mảnh Fab phân tử Ig Cụ thể, chúng nằm gần vùng siêu biến chuỗi nặng chuỗi nhẹ Trong nhiều trường hợp định kháng nguyên (idiotype) bao gồm vài phần lại gần vùng siêu biến Idiotypes thường yếu tố định tạo HVR hai chuỗi nặng chuỗi nhẹ HVR chuỗi nặng chuỗi nhẹ đơn độc thể idiotype C Vai trò Dấu ấn vùng thay đổi (Vùng V) - Idiotype dấu hiệu hữu ích để xác định vùng biến đổi Điều hòa đáp ứng miễn dịch - có chứng cho thấy đáp ứng miễn dịch điều hòa kháng thể anti-Id chống lại Id thân Vắc xin - Trong số trường hợp kháng thể anti-Id kích thích tế bào B tạo kháng thể sử dụng loại vắc xin Cách tiếp cận cố gắng chủng ngừa chống lại tác nhân gây bệnh nguy hiểm mà sử dụng cách an toàn vắc-xin Điều trị khối u tế bào B – Kháng thể Anti-Id chống lại idiotype tế bào B ác tính sử dụng để tiêu diệt tế bào Cơ chế bổ thể phân tử gây độc cho tế bào gắn vào kháng thể Hình 16: Idiotype PHẢN ỨNG KHÁNG NGUYÊN-KHÁNG THỂ I BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG KHÁNG NGUYÊN KHÁNG THỂ A Khái niệm khóa chìa khóa: Vùng kết hợp kháng thể nằm phần Fab phân tử tạo thành từ biến đổi vùng siêu biến chuỗi nặng chuỗi nhẹ Nghiên cứu tương tác kháng nguyên kháng thể cho thấy định kháng nguyên nằm cấu trúc dạng hàm ếch hình thành vùng kết hợp kháng thể (hình 16) Như vậy, khái niệm phản ứng Ag-Ab có nghĩa ăn khớp chìa khóa (Ag) với ổ khóa (Ab) B Cầu nối không hóa trị: Liên kết giữ Ag vùng kết hợp kháng thể tất liên kết không hóa trị tự nhiên, bao gồm - Liên kết hydro, - Liên kết tĩnh điện - Lực Van der Waals - Liên kết kỵ nước Các liên kết đảm bảo Ag gắn chặt chẽ vào Ab C Thuận nghịch Phản ứng Ag-Ab xảy nhờ liên kết không hóa trị, nhờ chúng có tính thuận nghịch Hình 16 II AFFINITY AND AVIDITY A Affinity (Ái lực) - Ái lực kháng thể lực phản ứng định kháng nguyên vùng kết hợp kháng thể - Ái lực số cân mô tả phản ứng Ag-Ab Hầu hết kháng thể có lực cao với kháng nguyên B Avidity - Avidity tổng lực liên kết nối kháng nguyên với nhiều định kháng nguyên kháng thể đa hóa trị - Ái lực đề cập đến lực liên kết định kháng nguyên với vùng kết nối kháng thể, Avidity đề cập đến lực tổng thể gắn kết kháng nguyên kháng thể đa hóa trị - Avidity bị ảnh hưởng hóa trị kháng thể hóa trị kháng nguyên Avidity nhiều tổng lực Hình 17: Affinity III ĐẶC HiỆU VÀ PHẢN ỨNG CHÉO A Đặc hiệu - Là vùng gắn với KN kháng thể phản ứng với định kháng nguyên - Thông thường có đặc hiệu cao phản ứng KN-KT - Kháng thể phân biệt khác biệt về: 1) Cấu trúc kháng nguyên 2) Các hình thức đồng phân kháng nguyên 3) Cấu trúc cấp hai cấp ba kháng nguyên B Phản ứng chéo: Khả vùng kết hợp kháng thể phản ứng với nhiều định kháng nguyên Hình 18: Avidity phản ứng chéo Tài liệu Roitt, Brostoff, Male Immunology 6th Edition, Mosby, 2002 ... globulin miễn dịch Mô tả cấu trúc globulin miễn dịch Trình bày mối liên quan đến cấu trúc globulin miễn dịch có chức Xác định vùng siêu biến globulin miễn dịch vùng khuôn Xác định lớp, loại globulin. .. miễn dịch vùng khuôn Xác định lớp, loại globulin miễn dịch Mô tả cấu trúc tính chất lớp globulin miễn dịch TỪ KHÓA Globulin miễn dịch (Immunoglobulin) Hóa trị (Valence) Chuỗi nặng (Heavy chain)... phân tử globulin miễn dịch khác có tính chất gắn kết kháng nguyên khác quy định vùng VH VL khác VII CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA LỚP IG – CÁC PHÂN LỚP A IgG Cấu trúc: Tất IgG có cấu trúc đơn