Kháng thể và ứng dụng trong công nghệ sinh học

Mở ĐầuGlobulin miễn dịch là phân tử có khả năng kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên Kháng thể có ở huyết tương, thể dịch, trên các lympho B Kháng thể được tạo ra ngẫu nhiên, độc lập với

KHÁNG THỂ GLOBULIN MIỄN DỊCH

Ths Đỗ Minh Quang

MỤC TIÊU

1 Trình bày được cấu trúc cơ bản của phân tử globulin miễn dịch.

2 Giải thích hai thuộc tính: tính đặc hiệu

kháng nguyên và hoạt tính sinh học trong một phân tử kháng thể.

3 Phân biệt được isôtip, allotip và iđiôtip.

4 So sánh các đặc điểm khác nhau của các lớp globulin miễn dịch.

Mở Đầu

Globulin miễn dịch là phân tử có khả

năng kết hợp đặc hiệu với kháng

nguyên

Kháng thể có ở huyết tương, thể dịch, trên các lympho B

Kháng thể được tạo ra ngẫu nhiên, độc lập với kháng nguyên

Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể

Cấu trúc chuỗi nhẹ và chuỗi nặng

• Xử lý với mercapto ethanol

2 chuỗi nặng (H)

2 chuỗi nhẹ (L)

Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể

* 2 dạng chuỗi nhẹ: Kappa (ќ ) và Lamda (λ )

* 5 lớp chuỗi nặng:

γ,δ,ε,μ,α

* Trong phân tử kháng thể, hai chuỗi nặng và hai chuỗi nhẹ hòan tòan giống nhau.VD: IgG có γ2Ќ2 hoặc

γ2λ2

 Các domen của cấu tạo phân tử

kháng thể

Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể

• Các cầu disulfur trong chuỗi phân

bố từ 100 – 110 a.amin làm cho các chuỗi polypeptid của phân tử kháng thể cuộn lại thành các búi gọi là domen

Các vùng siêu biến

Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử

Kháng Thể

Trong các vùng thay đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ, một số đọan polipeptip

có tần suất thay đổi vượt trội gọi là vùng siêu biến

-Các vùng siêu biến gần các a.amin ở vị trí 30,50,95

- Vùng thay đổi của chuỗi nhẹ và chuỗi nặng được sắp xếp sao cho các

vùng siêu biến ở gần nhau tạo một cấu trúc bề mặt để kết hợp với kháng

nguyên

Các Khác Biệt trong Các Loại Kháng Thể

Isotip của kháng thể

- Khác biệt về Isotip là do cấu trúc của chuỗi nặng của các kháng thể khác nhau

- Có 5 lớp kháng thể IgA, IgD, IgG, IgM, IgE

- Chiếm 70-75% tổng lựơng kháng thể

- Hệ số lắng 7S, trọng lượng phân tử 146000

- Phân bố nội mạch, ngoại mạch

- Là kháng thể chính của đáp ứng miễn dịch thứ phát

- Có 4 dưới lớp IgG1, IgG2, IgG3, IgG4

IgG3

IgG1

- Trọng lượng phân tử

900000, hệ số lắng 19S

- Dạng Pentamer gồm 5

đơn vị phân tử Globulin

miễn dịch liên kết nhau bởi cầu disulfur giữa các domen CH3

- Chuỗi phụ J và nhiều đơn

vị Oligosaccharide liên kết với chuỗi μ

- Trọng lượng phân tử

380.000 gồm 1 đơn vị IgA, một mảnh S và một chuỗi J,

hệ số lắng 11S

- IgA là kháng thể chủ yếu trong dịch tiết

- Có 2 dưới lớp IgA1 (93%)

và IgA2 (7%)

tế bào mast và tế bào ái kiềm.

Các khác biệt trong các loại kháng thể

Chuỗi nặng γ của IgG gọi là Gm

Chuỗi nặng α của IgA gọi là Am

Chuỗi nhẹ Kappa gọi là Km

Các khác biệt trong các loại kháng thể

phần đặc hiệu này

- Idiotip là đặc hiệu của globulin miễn dịch đối

với các epitop nhất định có trong 1 cá thể

- Trong 1 cơ thể cũng có các kháng thể kháng lại Idiotip của chính mình, hình thành mạng tương tác Idiotip – Anti idiotip.

Chức năng của kháng thể

Phân tử kháng thể gồm 2 chức năng riêng

biệt

1. Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng

nguyên do phần Fab quyết định

2. Chức năng sinh học do phần Fc quyết

định các thuộc tính sinh học của kháng thể

Chức năng của kháng thể Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên (tt)

- Sự kết hợp kháng nguyên kháng thể chỉ có các liênkết không đồng hóa trị tham gia

- Một etitop cũng có thể kết hợp với một hay

nhiều vị trí kết hợp kháng nguyên của các phân

tử kháng nguyên khác nhau

Chức năng của kháng thể

Chức năng sinh học của các kháng

thể

1. Quá trình giáng hóa

- Tốc độ giáng hóa phụ thuộc vào

domen CH2

- IgG có thời gian bán hủy là 23 ngày

- IgA và IgM có thời gian bán hủy là 5

đến 7 ngày

Chức năng của kháng thể

Chức năng sinh học của các kháng

thể

2. Di chuyển qua nhau thai

- IgG (trừ IgG2) là kháng thể duy

nhất qua được nhau thai nhờ đó mẹ truyền khả năng miễn dịch cho bào thai

- Cơ chế vận chuyển IgG nhờ phần

Fc

- Theo con đường tắt được hoạt hóa bởi IgG hay IgA vón tụ nhờ cố định C3b

Chức năng của kháng thể

Chức năng sinh học của các kháng thể

3 Cố định trên tế bào nhờ các thụ thể trên tế bào

- Thụ thể với IgG (FcγRI), (FcγRII), (FcγRIII)

Có trên BC đơn nhân BC trung tính, tế bào giết tự nhiên, Lympho B và Lympho T

Làm Trung gian cho một số chức năng sinh học như hiện tượng thực bào, phản ứng độc tế bào phụ thuộc kháng thể

- Thụ thể với IgE tìm thấy trên tế bào mast, basophil,

(FcεRI), trên Lympho cyt, monocyt, eosinophil (FcεRII)

Gen của phân tử kháng thể

Gien của chuỗi nặng của phân tử globulin miễn dịch

Gen của phân tử kháng thể

- Ở các Lympho B có sự sắp xếp lại các gen này

Khởi đầu 1 gen D với 1 gen J  DJ

Tiếp theo ghép 1 gen V vào DJ VDJ

Sự ghép nối này ngẫu nhiên nên khả năng tạo

ra một sự khác nhau của VH là

55 (V) X 30 (D) X 6 (J) = 10000Khi hình thành cụm VDJ thì không có sự ghép nối nào xảy ra nũa dối với phần VH

Gen của phân tử kháng thể

nên khả năng đa đang của VL sẽ là

35 (V) x 5 (J) = 175

Gen của phân tử kháng thể

Cơ chế hình thành tính đa dạng của vị trí kết hợp

Sự đa dạng còn được tăng lên do

Thay đổi vài nucleotid lúc ghép nối

Thay đổi do ghép thêm vài Nucleotid

Thay đổi do đột biến

- Nếu tính chung các cơ chế thì khả năng tạo ra một đặc hiệu của vị trí kết hợp kháng nguyên có thể > 109

Gen của phân tử kháng thể

Sự chuyển lớp các Globulin miễn dịch

- Đầu tiên việc chép mã bao gồm phần VH với phầnhằng định của 2 chuỗi nặng μ và δ nhưng khi saochép thành ARN thì có 2 dạng hoặc μ hoặc δ

- IgM và IgD là hai lớp kháng thể hình thành đầu

tiên trên Lympho B có vai trò như thụ thể khángnguyên

- Khi Lympho B được khich thích bởi kháng nguyên đặc hiệu và các tính hiệu giúp đỡ từ Lympho T, phần VH sẽ tổ hợp với các lớp và dưới lớp của cácchuỗi nặng khác nhau tùy điều kiện

- Vì vậy một đặc hiệu kháng nguyên nhất định (Do

VH và VL) có thể chuyển từ lớp này sang lớp khác

Gen của phân tử kháng thể

Trình tự sắp xếp lại các gen của các chuỗi và hiệntượng loaị trừ allele

- Các gen của chuỗi nặng, chuỗi nhẹ Kappa và

Lamda nằm trên 3 nhiễm sắc thể khác nhau

- Các gen chuỗi nặng sắp xếp trước kế đến là 2 chuỗi nhẹ Kappa Chuỗi nhẹ lamda chỉ được sắpxếp khi chuỗi Kappa bị sai lệch

- Mỗi tế bào tương bào chỉ sản xuất một loại

globulin miễn dịch hòan tòan giống nhau vì khisắp xếp lại các gen nếu có kết quả thì sẽ có hiêntượng ức chế sự sắp xếp lai các gen tương ứng Đây là sự loại trừ allele