hoá sinh động vật

Chương HĨA SINH MIỄN DỊCH Tóm tắt chương: Miễn dịch (immunity) khả thể sống nhận loại bỏ yếu tố lạ xâm nhập để bảo vệ toàn vẹn thể Miễn dịch gồm hai dạng miễn dịch tự nhiên miễn dịch thu Miễn dịch tự nhiên khả tự bảo vệ thể có từ lúc sinh mang tính di truyền lồi Miễn dịch thu trạng thái miễn dịch xuất thể tiếp xúc với kháng nguyên Miễn dịch thu có thể truyền tế bào có thẩm quyền miễn dịch hay kháng thể Động vật có hai phương thức đáp ứng miễn dịch thu đáp ứng miễn dịch dịch thể đáp ứng miễn qua trung gian tế bào Đáp ứng miễn dịch dịch thể bảo vệ thể chống lại xâm nhập kháng nguyên ngoại bào, thực kháng thể tế bào lympho B sản sinh ra.Đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bàolà bảo vệ thể chống lại kháng nguyên nội bào, thực tế bào lympho T Kháng thể (Ig) nhóm phân tử glycoprotein có cấu trúc gồm chuỗi: chuỗi nhẹ (L)và hai chuỗi nặng (H)giống đơi một, chuỗi H có gắn đoạn oligosaccharide Những chuỗi liên kết với cầu nối disulfide liên kết phụ tạo cấu trúc cấu trúc đối xứng dạng chữ Y Chuỗi H L chứa vùng định (C) vùng biến đổi (V) Vùng V chuỗi H L Ig thường tổ hợp ngẫu nhiên với tạo đa dạng Ig.Hầu hết động vật có vú cónăm lớp Ig IgG, IgA, IgM, IgD IgE Receptor tế bào T (TCR) phân tử nằm bề mặt tế bào lympho T để nhận biết kháng nguyên liên kết với phức hợp hịa hợp tổ chức (MHC) TCR gồm hai chuỗi polypeptide α β nối với liên kết disulfide Lympho T CD4 nhận biết peptide kháng nguyên liên kết với MHC lớp II Lympho T CD8 nhận biết peptide kháng nguyên liên kết với MHC lớp I Phức hợp hịa hợp tổ chức chínhlà glycoprotein gắn màng tế bào có vai trị quan trọng trình diện kháng nguyên đáp ứng miễn dịch MHC chia thành hai lớp có cấu trúc chức khác nhau: MHC lớp I, trình diện peptide kháng nguyên cho tế bào T độc MHC lớp II, trình diện peptide kháng nguyên cho tế bào T hỗ trợ Bổ thể hệ thống protein huyết tương phản ứng với mầm bệnh đánh dấu chúng giúp cho trình tiêu diệt mầm bệnh đại thực bào Có ba đường hoạt hóa bổ thể: đường cổ điển,con đường MB-lectin đường thay 7.1 CÁC DẠNG ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH Tất động vật có nguy bị sinh vật khác cơng Vì thế, động vật trang bị nhiều phương thức để bảo vệ thể Tuy nhiên, tác nhân gây bệnh vi sinh vật thường công thể cách âm thầm ngày trầm trọng Để chống lại tác nhân đó, q trình tiến hóa, động vật trang bị hệ thống phịng vệ phức tạp; hệ thống miễn 192 dịch Các mầm bệnh qua rào cản hệ thống phòng vệ da niêm mạc, song bị nhận diện yếu tố ngoại lai bị tiêu diệt Miễn dịch (immunity) khả thể sống nhận loại bỏ yếu tố lạ (ngoại lai) xâm nhập để bảo vệ toàn vẹn thể 7.1.1 Miễn dịch không đặc hiệu hay miễn dịch bẩm sinh Miễn dịch không đặc hiệu khả tự bảo vệ thể có từ lúc sinh, không cần tiếp xúc trước với kháng ngun mang tính di truyền lồi Hệ thống da niêm mạc Da lành lặn không bị tổn thương, lớp thượng bì sừng hóa ln bong thay thế, tạo rào cản vật lý trước xâm nhập kháng nguyên Niêm mạc bao phủ lớp chất nhầy, tạo lớp màng bảo vệ chống lại xâm nhập mầm bệnh Đặc biệt, lớp niêm mạc đường hô hấp có vi nhung ln rung động ngăn cản bụi mang theo tác nhân gây bệnh Trong thành phần thượng bì biểu bì có mồ chứa NaCl lactic acid; hai yếu tố môi trường chỗ có tác dụng diệt khuẩn thơng qua áp suất thẩm thấu độ pH Những vi khuẩn có vách tế bào khơng vững dễ dàng bị tiêu diệt Niêm mạc che chở lớp chất nhầy giúp bề mặt tế bào không bị enzyme neuraminidase virus tác động Lysozyme, enzyme thuộc nhóm glycosidasecó dịch tiết tuyến nước bọt, nước mắt, nước mũi, sữa… thuỷ phân liên kết β-1,4glycoside peptidoglycan làm phá vỡ vách tế bào vi khuẩn Hệ thống bổ thể hoạt hóa gây giãn mạch quản, kích thích bạch cầu kiềm giải phóng chất trung gian Một số thành phần hệ thống cịn có khả bám dích vào vi khuẩn, giúp cho tế bào thực bào dễ tiếp cận tiêu diệt vi khuẩn Các loại bạch cầu có hạt: Bạch cầu trung tính (neutrophil): chiếm số lượng lớn, nhân thường chia thuỳ, có khả diệt khuẩn mạnh số Trong túi bạch cầu chứa nhiều loại enzyme có hoạt tính cao, có nhóm enzyme myeloperoxidase tham gia vào q trình bùng nổ oxy hố Có hai cách xử lý thể thực bào phagosom (vi khuẩn hay vật lạ bao bọc lại phần màng tế bào): Gắn với lysosom: Hệ thống hydrolase thuỷ phân mạnh, có cathepsin, nuclease, glycanase, esterase, …(chỉ hoạt động môi trường pH 4,5-5) Khi phagosom lysosom tiếp xúc nhau, xảy hoà hợp màng tạo lysosom cấp II Đồng thời với trình 193 này, bơm proton (H+) màng túi lysosom hoạt động mạnh Proton bơm từ bào tương vào lysosom cấp II, làm cho pH từ gần trung tính hạ xuống 4,5-5, tạo điều kiện cho enzyme nói hoạt động Do đó, vật lạ bị tiêu hố Các sản phẩm tiêu hố tế bào sử dụng thải ngồi nhờ q trình xuất bào Bùng nổ oxy hố: Ngồi đường (phagosom gắn với lysosom), số túi lysosom hoạt hố đặc biệt, làm cho q trình oxy hố xảy mạnh, tạo oxy hoạt động (gốc tự do) O2-, tác động vào mạch carbon nối đôi, chuyển dạng OH hay O- tạo phản ứng dây chuyền, làm bùng nổ oxy hố Q trình diễn mạnh, ngồi cịn tạo HClO dẫn xuất oxy hố cực mạnh Do đó, vật lạ xâm nhập nhanh chóng bị tiêu diệt Tuy nhiên, sau trình trên, bạch cầu bị chết Bạch cầu trung tính thường sống khoảng 3-8 ngày Bạch cầuái toan (eosinophil) thườngcó số lượng khơng nhiều Trong trường hợp bị nhiễm ký sinh trùng, số lượng bạch cầu toan máu tăng Bạch cầu kiềm (basophil) thường gặp trường hợp viêm, dị ứng.Vai trò bạch cầu toan, kiềm trường hợp chưa nghiên cứu kỹ 7.1.2 Miễn dịch đặc hiệu hay miễn dịch thu Miễn dịch đặc hiệu trạng thái miễn dịch xuất thể tiếp xúc với kháng nguyên (ngẫu nhiên hay chủ động tiêm vaccine) Miễn dịch thu có thể truyền tế bào có thẩm quyền miễn dịch hay kháng thể Miễn dịch đặc hiệu có vai trị quan trọng đời sống sinh vật Đây hệ thống phức tạp, ln có tương tác với giúp cho hoạt động miễn dịch hoàn chỉnh Động vật có hai phương thức đáp ứng miễn dịch đặc hiệu đáp ứng miễn dịch tế bào đáp ứng miễn dịch dịch thể a Hệ thống miễn dịch tế bào (cellular immune system) Đáp ứng miễn dịch tế bào bảo vệ thể chống lại tế bào bị thâm nhiễm virus, loại nấm, ký sinh trùng mô bào lạ; thực trung gian qua lympho T Có hai loại lympho bào lympho bào T lympho bào B Tất lympho bào sinh tủy xương Lympho T di chuyển tuyến ức (Thymus) thành thục Lympho T vào máu di chuyển vào hạch lâm ba Ở động vật có vú, lympho B thành thục tuỷ xương (Bone marrow); cịn lồi chim, tế bào thành thục túi huyệt (Bursa Fabricius) (Hình 7.1) 194 Hình 7.1 Sự phát triển tế bào lympho từ tế bào gốc đa chức tủy xương Miễn dịch tế bào thực thông qua hệ thống tương tác loại tế bào T B, tế bào liên kết đặc hiệu với kháng nguyên (Hình 7.2) Đáp ứng miễn dịch tế bào trình tiêu diệt tế bào lạ Quá trình bắt đầu đại thực bào (macrophage) nuốt (1a; 1b) phân giải phần kháng nguyên (2a; 2b), trình diện mảnh kháng ngun cịn lại bề mặt (3a; 3b) Các mảnh kháng nguyên gắn với hai loại protein bề mặt gọi protein tổ hợp MHC hay MHC – protein (MHC - major histocompatibility complex - phức hợp hòa hợp tổ chức chính) Các MHC- protein tương đối đa dạng; nên hai cá thể thân thuộc loài thường khơng có MHC- protein giống hệt Vì vậy, MHC- protein biểu cho tính đặc trưng cao cá thể MHC – protein lớp I có bề mặt hầu hết tế bào có nhân động vật xương sống Các đại thực bào trình diện MHC – protein lớp I receptor bề mặt tế bào T độc chưa thành thục nhận biết Tuy nhiên, để receptor liên kết đặc hiệu với đại thực bào trình diện kháng nguyên, kháng nguyên phải tạo phức hợp đặc hiệu với MHC-protein lớp I (4a) Tương tự trên, đại thực bào trình diện mảnh kháng nguyên kết hợp với MHC – protein lớp II gắn với lympho bào T hỗ trợ (TH hay helper T) chưa thành thục (4b) Tế bào T liên kết với đại thực bào trình diện kháng nguyên MHC-protein gây cảm ứng tới tăng sinh, gọi chọn lọc vơ tính (clonal selection), q trình phát 195 vào năm 1950 nhà khoa học Niels Kaj Jerne, Macfarlane Burnet, Joshua Lederberg David Talmadge Kết chọn lọc vơ tính làm tăng sinh tế bào T nhận biết kháng nguyên đặc hiệu Nguyên nhân đại thực bào liên kết với tế bào T giải phóng yếu tố protein sinh trưởng gọi interleukin-1 (5a, 5b), chất kích thích tế bào T nhân lên biệt hóa (6a, 6b) Q trình tăng cường tế bào T tự tiết interleukin-2 Các tế bào T tạo receptor cho interleukin-2 chúng trì liên kết với đại thực bào (7a, 7b), mà ngăn chặn nhân lên vô hạn tế bào T Tuy nhiên, lượng lớn tế bào lympho T độc trưởng thành (8a) sản sinh sau vài ngày tiếp xúc với kháng nguyên Receptor tế bào lympho T độc đích đặc hiệu cho tế bào vật chủ trình diện kháng nguyên MHC-protein lớp I Tế bào lympho T độc hay gọi T sát thủ (T killer) gắn với tế bào vật chủ mang kháng nguyên (9), vào thời điểm tiếp xúc chúng tiết perforin (là protein có khối lượng 70kD) có khả phân giải tế bào đích (10) cách tập trung tạo lỗ hổng màng tế bào Chức đáp ứng miễn dịch tế bào ngăn chặn lây lan virus cách tiêu diệt tế bào vật chủ bị virus công (protein lớp vỏ bọc virus trình diện bề mặt tế bào động vật pha xâm nhiễm lần sau virus) Hệ thống miễn dịch tế bào chống lại hiệu lây nhiễm nấm, kí sinh trùng số loại ung thư Chức quan trọng có ý nghĩa sống cịn đáp ứng miễn dịch tế bào khẳng định năm gần hội chứng suy giảm miễn dịch (AIDS - acquired immune deficiency syndrome) gây virus HIV (human immunodeficiency virus) loại virus công vào tế bào TH Đáp ứng miễn dịch tế bào gây khó khăn định cho y học đại chức loại bỏ thành phần thân mô quan ghép (từ người lạ) Mô quan ghép bị nhận diện ngoại lai chúng mang MHC- protein khác với MHC-protein vật chủ b Hệ thống miễn dịch dịch thể (humoral immunity) Miễn dịch dịch thể bảo vệ thể hiệu chống lại nhiễm khuẩn virus; thực kháng thể (antibody) hay gọi globulin miễn dịch (immunoglobulin) lympho B (tế bào B) sản sinh Các tế bào B trình diện immunoglobulin (Ig) MHC- protein lớp II bề mặt (4c) Nếu tế bào B gặp kháng nguyên mà kháng nguyên gắn đặc hiệu với Ig nuốt phức hợp (12) phân giải phần kháng nguyên (13), trình diện mảnh kháng nguyên sót lại gắn với MHC-protein lớp bề mặt (14) Các tế bào T hỗ trợ (TH) thành thục (8b) có receptor đặc hiệu với phức hợp gắn vào tế bào B (15) giải phóng interleukin để kích thích tế bào B tăng sinh biệt hoá (16) Sự phân chia tế bào tiếp tục tế bào B kích thích tế bào T hỗ trợ (17) 196 Hình 7.2 Các đường đáp ứng miễn dịch+ 197 Các tế bàoTH lại phụ thuộc vào có mặt liên tục kháng nguyên (1b-8b) Phần lớn hệ sau tế bào B tế bào sinh chất- plasmatic cells (18), tế bào chuyên biệt tạo Ig đặc hiệu Các kháng thể gắn kháng nguyên đánh dấu kháng nguyên ấy, làm cho chúng bị tiêu diệt nhờ bạch cầu (thực bào) nhờ hoạt hoá hệ thống bổ thể (một loạt protein tương tác với để phân giải tế bào gây phản ứng viêm cục bộ) Hầu hết tế bào T B tồn vài ngày chúng khơng kích thich kháng ngun tương ứng Tuy nhiên, trình nhân lên tế bào B bị hạn chế tương tác chúng với tế bào T ức chế- Ts (suppressor T), tế bào hệ sau tế bào lympho T, chúng có chức trái ngược với TH Một chức hệ thống miễn dịch giúp cho động vật không bị nhiễm lại lần thứ hai gây tác nhân gây bệnh Nghĩa động vật sau phục hồi từ tác nhân gây bệnh định thể miễn dịch với tác nhân gây bệnh Q trình gọi đáp ứng miễn dịch thứ cấp (secondary immuse respone) thực tế bào T nhớ-TM (memory T cell) (11) tế bào B nhớ-BM (20) Các loại có khả sống lâu ghi nhớ tiếp xúc với kháng nguyên sau nhiều thập kỉ Vì tế bào nhớ gặp lại kháng nguyên nhận diện chúng nhân lên nhanh với số lượng lớn nhiều lần so với tế bào T B nguyên thủy chưa tiếp xúc với kháng nguyên 7.2 CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA KHÁNG THỂ (IMMUNOGLOBULIN) Kháng thể nhóm phân tử glycoprotein xuất huyết dịch mô bào động vật Một số nằm bề mặt tế bào B làm nhiệm vụ receptor kháng nguyên đặc hiệu Các kháng khác có mặt tự máu bạch huyết Sự liên hệ tế bào B kháng nguyên cần thiết giúp cho tế bào B phát triển thành tế bào tiết kháng thể gọi tế bào B sinh chất Kháng thể màng tế bào tiền thân tế bào B có tính liên kết đặc hiệu giống kháng thể sản sinh tế bào B sinh chất (Hình 7.3) Hình 7.3 Kháng thể bề mặt kháng thể tiết Receptor kháng nguyên tế bào B (trái) gồm hai chuỗi nặng H hai chuỗi nhẹ L giống đôi Ngồi ra, thành phần phụ (Ig-α Ig-β) có liên quan mật thiết với receptor sơ cấp chúng xếp thành cặp làm nhiệm vụ truyền tín hiệu nội bào Kháng thể tiết (phải) có cấu trúc tương tự receptor kháng ngun tế bào B, khơng có phần xuyên màng phần bào tương 198 7.2.1 Cấu trúc kháng thể Theo Gerald Edelman Rodney Porter, phần lớn kháng thể bao gồm chuỗi: chuỗi nhẹ giống (L), khối lượng khoảng 23 kD hai chuỗi nặng giống (H), khối lượng 53 – 75 kD, chuỗi nặng có gắn đoạn oligosaccharide Những tiểu phần liên kết với cầu nối disulfide liên kết phụ tạo cấu trúc cấu trúc đối xứng dạng chữ Y (L-H)2 (Hình 7.4) Hình 7.4 Sơ đồ cấu tạo phân tử IgG Kháng thể - họ phân tử protein Ở người có lớp Ig kí hiệu IgA, IgD, IgE, IgG IgM Các lớp khác có khác chuỗi nặng tương ứng α, δ, ε, γ μ Hầu hết động vật có vú có năm lớp Ig kí hiệu IgG, IgA, IgM, IgD IgE Các lớp khác kích thước, điện tích, thành phần amino acid carbohydrate Ngoài khác biệt lớp kháng thể, kháng thể lớp không đồng IgG - gồm phân lớp, phân lớp khác trình tự xắp sếp amino acid Hầu hết khác tập trung vùng lề tạo liên kết disulfide khác phân tử protein Sự khác biệt lớn cấu trúc vùng lề kéo dài IgG3, phần làm cho khối lượng phân tử IgG3 lớn làm tăng cường hoạt tính sinh học (Hình 7.5-2) IgM - IgM người thường tồn dạng pentamer (Hình 7.5-3) Chuỗi μ γ IgM khác trình tự amino acid có thêm vùng định Các tiểu đơn vị pentamer liên kết với liên kết disulfide domain Cμ3 đầu C-tận 199 phần đuôi peptide kéo dài gồm 18 amino acid Một phân tử hoàn chỉnh gồm vùng trung tâm có mật độ xếp dày đặc cách tay tỏa xung quanh IgA - có chuỗi α gồm 472 amino acid xếp thành domain: VH, Cα1, Cα2, Cα3 Một đặc điểm giống với IgM chuỗi J tạo liên kết disulfide với phân tử cystein chuỗi peptide gồm 18 aa để tạo dạng dimer IgA tiết (s-IgA) - tồn chủ yếu dạng đơn phân có độ lắng 11S (KLPT 380.000) Một phân tử IgA hoàn chỉnh tạo thành từ hai đơn vị, phần tiết (KLPT 70.000) chuỗi J có KLPT 15.000 (Hình 7.5- 4) Các chuỗi peptide khác liên kết chưa làm sáng tỏ Chuỗi J tổng hợp tế bào sinh chất, thành phần tiết lại tổng hợp tế bào biểu mơ IgA trì trạng thái dimer nhờ chuỗi J tiết tế bào niêm mạc sinh chất, thành phần tiết liên kết với IgA phân tử chuyển tới tế bào biểu mơ Việc liên kết với thành phần tiết đóng vai trò quan trong việc vận chuyển s-IgA tới vị trí tiết bảo vệ phân tử không bị công enzyme phân giải protein IgD- chiếm gần 1% tổng Ig huyết IgD nhạy cảm với công enzyme phân giải protein so với phân tử IgG1, IgG2, IgA IgM có xu hướng trải qua trình phân giải tự nhiên Liên kết disulfide hình thành chuỗi δ lượng lớn phân tử carbohydrate, phân tử carbohydrate phân phối thành nhiều đơn vị oligosaccharide (Hình 7.5-5) IgE- cấu trúc IgE, khối lượng phân tử chuỗi ε lớn tạo thành từ nhiều amino acid (khoảng 550 aa) chia thành domain (VH, Cε1, Cε2, Cε3 Cε4) (Hình 7.5-6) 200 Hình 7.5 Đặc điểm cấu trúc lớp kháng thể người 201 tất lây nhiễm, phân tử MHC phải có khả liên kết chặt chẽ với nhiều đoạn peptide khác Đặc tính khác biệt so với liên kết receptor vàhormone, ví dụ receptor tiếp nhận hormone liên kết với loại peptide định Cấu trúc tinh thể phức hợp peptide:MHC chứng minh khả vị trí liên kết chúng vừatạo liên kết lực cao với đoạn peptide mà trì khả liên kết với nhiều loại peptide khác Một đặc điểm quan trọng trình liên kết đoạn peptide kháng nguyên với phân tử MHC đoạn peptide liên kết với MHC phần cấu trúc phân tử này, cấu trúc phân tử MHC khơng ổn định liên kết với đoạn peptide kháng nguyên Tính ổn định liên kết với peptide quan trọng, bề mặt tế bào xuất trao đổi đoạn peptide cản trở hình thành phức hợp peptide:MHC chất thị nhiễm trùng thu nhận kháng nguyên đặc hiệu Kết ổn định phân tử MHC tinh chế từ tế bào peptide kháng nguyên liên kết với MHC tinh chế,do peptide liên kết với MHC đặc hiệu phân tích Peptide kháng nguyên tách khỏi MHC cách làm biến tính phức hợp acid, sau đoạn peptide tinh giải trình tự Peptide tổng hợp tinh khiết gắn với MHC, cấu trúc phức hợp làm sáng tỏ tương tác MHC peptide 7.4.2 Đặc điểm liên kết với đoạn peptide kháng nguyên MHC Các phân tử MHC lớp I liên kết với đoạn peptidekháng nguyên ngắn (8-10 amino acid) hai đầu Đoạn peptide kháng nguyên gắn vào vị trí liên kết với peptide phân tử MHC lớp I cố định hai đầu liên kết phân tử amino acid tự đầu carboxyl đoạn peptide với vị trí bất biến khe liên kết với peptide tất phân tử MHC (Hình 7.18) Các liên kết đóng vai trị việc ổn định liên kết peptide MHC phân tích đoạn peptide tổng hợp thiếu nhóm amino carboxyl đoạn peptide khơng tạo liên kết ổn đinh với MHC lớp I Các amino acid khác đoạn peptide có tác dụng móc bổ sung Đoạn peptide liên kết với MHC lớp I thường có khoảng 8-10 amino acid Đoạn peptide nằm phần kéo dài dọc theo khe liên kết với peptide; tất trường hợp thay đổi chiều dài đoạn peptide cho phù hợp thường cách tạo đoạn xoắn khung peptide Tuy nhiên, số phân tử MHC lớp I có đoạn peptide kéo dài ngồi khe liên kết với peptide đầu carboxyl điều cho thấy thay đổi chiều dài cho phù hợp với peptide kháng nguyên làm theo cách 220 Hình 7.18 Peptide liên kết với phân tử MHC hai đầu.Phân tử MHC lớp I tương tác với khung đoạn peptide liên kết hydro ion hai đầu đoạn peptide Một nhóm tyrosine có phân tử MHC lớp I tạo liên kết hydro với đầu amino đoạn peptide, nhóm tyrosine thứ hai tạo liên kết hydro ion với khung peptide đầu carboxyl Những tương tác làm cho tất phân tử MHC lớp I mở rộng khả liên kết đặc hiệu với peptide Hơn nữa, số lượng phân tử MHC vô đa dạng Có hàng trăm phiên khác gien MHC lớp I người, cá thể mang số nhỏ số Điểm khác alen biến thể MHC tìm thấy vị trí định khe liên kết peptide, tạo amino acid khác đoạn peptide chủ chốt vị trí tương tác phân tử MHC Kết khác biệt tạo biến thể MHC khác thường liên kết với đoạn peptide khác Các đoạn peptide liên kết với biến thể MHC có amino acid giống hai ba vị trí định dọc theo đoạn peptide Chuỗi amino acid bên vị trí gắn vào hốc phân tử MHC hốc tạo thành từ amino acid đa hình Sự gắn chuỗi bên nối đoạn peptide với phân tử MHC, đoạn peptide bên gọi amino acid nối Vị trí tính chất đoạn amino acid nối thay đổi phụ thuộc vào biến thể MHC liên kết với peptide Hầu hết peptide liên kết với MHC lớp I có amino acid nối kị nước đầu carboxyl Khi thay đổi amino acid nối ngăn cản liên kết đoạn peptide với MHC ngược lại, đoạn peptide tổng hợp có chiều dài phù hợp chứa acid nối liên kết với phân tử MHC lớp I tương ứng Những tính đoạn peptide nối cho phép phân tử MHC liên kết với nhiều peptide khác nhau, nhiều biến thể MHC lớp I khác liên kết với tập hợp peptide khác Chiều dài peptide liên kết với MHC lớp II không hạn chế Peptide liên kết với MHC lớp II phân tích phương pháptách rửa Xquang tinh thể, peptide khác so với peptide liên kết với MHC lớp I Peptide liên kết với MHC lớp II có chiều dài 13 amino acid dài Các cụm amino acid bảo tồn liên kết với hai đầu peptide MHC lớp I khơng có peptide liên kết với MHC lớp II Thay vào đó, peptide nằm phần cấu trúc kéo dài dọc theo khe liên kết với peptide MHC lớp II Đoạn peptide giữ khe liên kết thông qua chuỗi peptide bên, chuỗi bộc lộ hốc nông sâu tạo thành từ amino acid đa hình Đồng thời đoạn peptide giữ 221 khe liên kết tương tác khung peptide chuỗi bên amino acid bảo tồn nằm khe liên kết với peptide phân tử MHC (Hình 7.19) Mặc dù cấu trúc tinh thể MHC lớp II liên kết với peptide so với MHC lớp I, liệu cho thấy amino acid chuỗi bên vị trí 1, 4, phân tử MHC lớp II liên kết với peptide bị giữ hốc liên kết Hình 7.19 Peptide liên kết với MHC lớp II tương tác dọc theo chiều dài khe liên kết.Một peptide liên kết với MHC lớp II thông qua loạt liên kết hydro dọc theo chiều dài đoạn peptide Liên kết hydro hướng tới đầu amino đoạn peptide tạo với khung polypeptide MHC lớp II, trái lại dọc theo chiều dài peptide liên kết tạo với amino acid bảo tồn phân tử MHC lớp II Các hốc liên kết MHC lớp II linh hoạt so với MHC lớp I việc liên kết với chuỗi amino acid bên khác nhau, việc xác định amino acid nối dự đoán đoạn peptide liên kết với phân tử MHC lớp II cụ thể khó Tuy nhiên, phương pháp so sánh trình tự với đoạn peptide liên kết biết, xác định khn mẫu amino acid linh hoạt cho alen khác MHC lớp II, mơ hình amino acid chuỗi peptide tương tác với amono acid tạo khe liên kết với peptide phân tử MHC lớp II Do đoạn peptide liên kết với MHC lớp II khung nó, cho phép đoan peptide lộ từ hai đầu khe liên kết, nguyên tắc khơng có giới hạn độ dài đoạn peptide liên kết với phân tử MHC lớp II Tuy nhiên, có đoạn peptide dài liên kết với MHC lớp II đoạn peptide bị cắt ngắn peptidase thành đoạn có chiều dài 1317 amino acid Cũng giống phân tử MHC lớp I, phân tử MHC lớp II thiếu liên kết peptide khơng ổn định, tương tác ổn định quan trọng mà peptide tạo với MHC lớp II chưa làm sáng tỏ 7.5 HỆ THỐNG BỔ THỂ 7.5.1 Khái niệm Bổ thể phát cách nhiều năm thành phần không bền với nhiệt có huyết tương, bổ thể làm tăng q trình opsonin hóa vi khuẩn kháng thể cho phép khángthể tiêu diệt số lồi vi khuẩn Q trình gọi „bổ sung‟ hoạt động kháng khuẩn kháng thể Mặc dù ban đầu bổ thể xem yếu tố kích thích 222 kháng thể, bổ thể hoạt hóa sớm q trình nhiễm trùng chưa có mặt kháng thể Vì vậy, bổ thể phần miễn dịch bẩm sinh đóng vai trò quan trọng đáp ứng miễn dịch Bổ thể hệ thống tạo thành từ số lượng lớn protein huyết tương khác phản ứng với để opsonin hóa tác nhân gây bệnh gây loạt phản ứng viêm giúp chống nhiễm trùng Một số protein bổ thể protease chúng tự hoạt hóa cách phân giải protein Các loại enzyme gọi zymogen phát hệ tiêu hóa Ví dụ, pepsin dự trữ tế bào tiết dạng không hoạt động pepsinogen, enzyme hoạt hóa thành dạng pepsin mơi trường acid dày tế bào vật chủ không bị tiêu hóa Trong hệ thống bổ thể, zymogen tiền thân phân bố rộng rãi dịch thể mô bào mà không tạo yếu tố bất lợi Tuy nhiên, vị trí nhiễm trùng chúng hoạt hóa cục gây hàng loạt phản ứng viêm Hệ thống bổ thể hoạt hóa thơng qua dịng thác enzyme kích thích Trong dịng thác này, enzyme bổ thể hoạt động tạo từ tách enzyme tiền thân sau xúc tác cho phản ứng hoạt hóa zymogen bổ thể khác Các enzyme hoạt động tách hoạt hóa zymogen hệ thống bổ thể Bằng cách này, hoạt hóa lượng nhỏ protein bổ thể đầu hệ thống khuếch đại phản ứng enzyme liên tiếp nhau, tạo đáp ứng bổ thể nhanh chóng với số lượng lớn Một ví dụ khác dịng thác enzyme kích thích hệ thống đơng máu Trong trường hợp tổn thương nhỏ thành mạch máu dẫn đến phát triển huyết khối Có ba đường mà thơng qua bổ thể hoạt hóa bề mặt mầm bệnh Sự khác đường phụ thuộc vào phân tử vào, ba đường hội tụ để tạo loạt phân tử phản ứng kích thích giống Có ba cách thức hệ thống bổ thể bảo vệ chống lại nhiễm trùng Thứ nhất, tạo số lượng lớn protein bổ thể hoạt động, protein tạo liên kết cộng hóa trị opsonin mầm bệnh sau bị tiêu diệt thực bào Thứ hai, lượng nhỏ mảnh protein bổ thể hoạt động chất hóa hướng động thu hút đại thưc bào tới vị trí hoạt hóa bổ thể hoạt hóa đại thực bào Thứ ba, thành phần bổ thể giai đoạn cuối tiêu diệt số loài vị khuẩn cách tạo lỗ hổng màng tế bào vi khuẩn 7.5.2 Thành phần hoạt động bổ thể Bổ thể hệ thống protein huyết tương tương tác với mầm bệnh đánh dấu chúng giúp cho trình tiêu diệt mầm bệnh đại thực bào Trong giai đoạn đầu nhiễm trùng, dòng thác bổ thể (Hình 7.20) bị hoạt hóa bề mặt nhiều mầm bệnh Con đường cổ điển mở đầu liên kết C1q, protein dòng thác bổ thể liên kết trực tiếp với bề mặt mầm bệnh Con đường hoạt hóa đáp ứng miễn dịch thích ứng liên kết C1q với phức hợp kháng thể:kháng ngun, chìa khóa liên kết chế kích thích đáp 223 ứng miễn dịch bẩm sinh miễn dịch thích ứng Con đường MB-lectin bắt đầu liên kết MB-lectin, protein huyết phản ứng với manose vi khuẩn virus Con đường thay mở đầu một thành phần bổ thể liên kết với bề mặt mầm bệnh Mỗi đường gồm chuỗi phản ứng tạo protease gọi C3 convertase Các phản ứng gọi kiện „sớm‟ q trình hoạt hóa bổ thể, bao gồm dịng thác enzyme kích thích zymogen bổ thể khơng hoạt động tách thành hai mảnh, mảnh lớn serine protease hoạt động Protease hoạt động giữ lại bề mặt mầm bệnh để đảm bảo zymogen bổ thể cắt hoạt hóa bề mặt mầm bệnh Trái lại, mảnh peptide nhỏ giải phóng từ vị trí phản ứng hoạt động chất trung gian hịa tan C3 convertase hình thành kiện sớm q trình hoạt hóa bổ thể tạo liên kết cộng hóa trị với bề mặt mầm bệnh Enzyme cắt C3 thành lượng lớn C3b phân tử kích thích hệ thống bổ thể C3a peptide trung gian phản ứng viêm Phân tử C3b hoạt động opsonin; chúng liên kết cộng hóa trị với mầm bệnh tạo thành mục tiêu cho đại thực bào có receptor với C3b phân giải C3b liên kết với C3 convertase hình thành C5 convertase, enzyme xúc tác cho trình sản sinh peptide trung gian nhỏ quan trọng phản ứng viêm, C5a mảnh hoạt động lớn, C5b khởi đầu kiện muộn trình hoạt hóa bổ thể Sự kiện bao gồm chuỗi phản ứng polymer hóa thành phần bổ thể cuối tương tác với tạo thành phức hợp công màng, phức hợp tạo lỗ hổng màng số mầm bệnh mầm bệnh bị tiêu diệt Danh pháp protein bổ thể thường trở ngại đáng kể cho việc hiểu biết hệ thống này, trước bàn luận chi tiết dòng thác bổ thể, tìm hiểu quy ước danh pháp dùng chương Tất thành phần đường cổ điển phức hợp công màng minh họa chữ C theo sau số Các thành phần tự nhiên có số quy ước đơn giản, ví dụ: C1 C2 thành phần đánh số theo thứ tự phát chúng thứ tự chuỗi phản ứng C1, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 C9 Sản phẩm phản ứng phân tách định danh cách thêm vào chữ thường, mảnh lớn kí hiệu b mảnh nhỏ a Ví dụ: C4 tách thành C4b mảnh lớn C4 liên kết cộng hóa trị với bề mặt mầm bệnh, C4a mảnh nhỏ có tính chất gây viêm yếu Các thành phần đường thay thế, thay đánh số, chúng định danh chữ in hoa khác nhau, ví dụ yếu tố B D.Trong đường cổ điển, sản phẩm tách đường định danh cách thêm chữ thường a b: mảnh lớn B gọi Bb mảnh nhỏ Ba Con đường liên kết MB-lectin, enzyme hoạt hóa MB-lectin liên quan đến serine protease MASP-1 MASP-2, sau việc định danh tương tự đường cổ điển Thành phần bổ thể hoạt hóa thường định danh gạch ngang, ví dụ ; nhiên không sử dụng quy ước Lưu ý đoạn hoạt động lớn C2 kí hiệu C2a, dụng số sách báo khoa học Trong chương này, để thống gọi mảnh lớn b, mảnh hoạt động lớn C2 C2b 224 Con đường cổ điển Con đường MB-lectin Con đường thay Phức hợp kháng nguyên: kháng thể (bề mặt mầm bệnh) MB-Lectin liên kết với manose bề mặt mầm bệnh Bề mặt mầm bệnh C1q, C1r, C1s C4, C2 MBL, MASP-1, MASP-2 C4, C2 C3 B D C3 convertase (C4a)* C3a, C5a C4b Peptide trung gian trình viêm, tăng cường đại thực bào Liên kết với receptor bổ thể tế bào đại thực bào Các thành phần bổ thể cuối C5b C6 C7 C8 C9 Phức hợp công màng, phân giải mầm bệnh tế bào Opsonin hóa mầm bệnh Loại bỏ phức hợp miễn dịch Hình 7.20 Các thành phần hoạt động kích thích bổ thể 225 Sự hình thành C3 convertase hoạt động quan trọng hoạt hóa bổ thể, dẫn đến việc sản xuất phân tử kích thích quan trọng bắt đầu “sự kiện muộn” Trong đường cổ điển MB-lectin, C3 convertase tạo từ liên kết C4b màng với C2b Trong đường thay thế, C3 convertase tương đồng tạo từ liên kết C3b màng với Bb Con đường thay hoạt động vòng khuếch đại cho ba đường, khởi đầu việc liên kết với C3b Mỗi đường dẫn đến phản ứng viêm phá hủy màng bao gồm chuỗi bước hình thành khuếch đại tiềm tàng nguy hiểm phải điều hòa chặt chẽ Một cách bảo vệ quan trọng thành phần hoạt hóa bổ thể nhanh chóng bị bất hoạt, trừ chúng liên kết với bề mặt mầm bệnh Ngoài ra, vài điểm đường hoạt hóa, protein điều hịa hoạt động thành phần bổ thể để ngăn chặn kích thích khơng có mục đích hệ thống nàytrên bề mặt tế bào vật chủ để bảo vệ tế bào không bị phá hủy Các thành phần hệ thống bổ thể nhóm theo chức thể bảng 7.3 Bảng 7.3 Các lớp protein chức hệ thống bổ thể Chức Lớp protein Cq1 Liên kết với phức hợp kháng nguyên: kháng thể bề mặt mầm bệnh MBL Liên kết với manose vi khuẩn C1r, C1s, C2b, Bb, D Enzyme hoạt động MASP-1, MASP-2 C4b, C3b Protein liên kết màng opsonin C5a, C3a, C4a Peptide trung gian phản ứng viêm C5b, C6, C7 Protein công màng C8, C9 CR1, CR2, CR3 Receptor bổ thể CR4, C1qR C1INH, C4bp, CR1, MCP, DAF, H, I, Protein điều hòa bổ thể P, CD59 7.5.3 Các đường hoạt hóa bổ thể Con đường cổ điểnkhởi động cách hoạt hóa phức hợp C1 Con đường cổ điển khởi động hoạt hóa phức hợp C1 Con đường cổ điển đóng vai trò quan trọng đáp ứng miễn dịch tự nhiên thu Thành phần đầu 226 tiên đường C1q liên kết đáp ứng miễn dịch dịch thể thu với hệ thống bổ thể cách liên kết phức hợp kháng nguyên- kháng thể Tuy nhiên, C1q liên kết trực tiếp với bề mặt số mầm bệnh kích thích hoạt hóa bổ thể mà khơng có mặt kháng thể C1q phần phức hợp C1, bao gồm phân tử C1q liên kết với hai zymogen C1r C1s C1q protein liên kết với đường phụ thuộc canxi, lectin thuộc họ collectin protein, bao gồm domain giống collagen domain lectin nên gọi collectin Nó có sáu đầu hình cầu liên kết với giống collagen bao quanh phức hợp (C1r:C1s)2 Sự liên kết nhiều đầu C1q với bề mặt mầm bệnh gây thay đổi cấu trúc phức hợp (C1r:C1s)2, dẫn đến hoạt hóa enzyme tự xúc tác C1r; dạng hoạt động C1r cắt thành phần liên quan C1s để giải phóng serine protease hoạt động Khi hoạt hóa, enzyme C1s hoạt động hai phần đường cổ điển, cắt C4 sau C2 tạo hai mảnh vỡ lớn C4b C2b, hai mảnh kết hợp với tạo thành C3 convertase đường cổ điển Trong bước đầu tiên, C1s phân cắt C4 để sản xuất C4b, mảnh liên kết cộng hóa trị với bề mặt mầm bệnh Liên kết cộng hóa trị kết hợp C4b với C2 làm cho phân tử dễ bị phân cắt C1s C1s cắt C2 thành mảnh lớn C2b, mảnh serine protease Phức hợp C4b serine protease C2b hoạt động tồn bề mặt mầm bệnh C3 convertase đường cổ điển Hoạt động quan trọng phân cắt số lượng lớn phân tử C3 để sản xuất C3b bao phủ bề mặt mầm bệnh Đồng thời, sản phẩm khác C3a khởi động phản ứng viêm cục Những phản ứng đường hoạt hóa cổ điển thể hình 7.21; protein tham gia dạng hoạt động trình bày bảng7.4 Hình 7.21 Hoạt hóa bổ thể theo đường cổ điển tạo C3 convertase cố định lượng lớn C3b bề mặt mầm bệnh Sự phân cắt C4 C1s làm bộc lộ nhóm phản ứng C4b nhóm giúp cho tạo liên kết cộng hóa trị với bề mặt mầm bệnh C4b sau liên kết với C2 làm cho chúng dễ dàng bị phân cắt C1s Mảnh lớn C2b thành phần protease C3 convertase, enzyme phân cắt nhiều phân tử C3 thành C3a C3b C3b liên kết với bề mặt mầm bệnh C3a chất trung gian phản ứng viêm 227 Bảng 7.4 Các protein q trình hoạt hóa bổ thể theo đường cổ điển Dạng tự nhiên Dạng hoạt động Chức dạng hoạt động C1 (C1q:C1r2:C1s2) C1q Liên kết trực tiếp với mầm bệnh liên kết gián tiếp với phức hợp kháng nguyên:kháng thể C1r tự hoạt hóa C1r Phân cắt C1s để hoạt hóa protease C1s Phân cắt C4 C2 C4b Liên kết cộng hóa trị opsonin mầm bệnh C4 Liên kết với C2 giúp cho phân cắt C1s C2 C3 C4a Peptide trung gian phản ứng viêm (hoạt tính yếu) C2b Enzyme hoạt động đường cổ điển C3/C5 convertase: phân cắt C3 C5 C2a Tiền thân C2 kinin C3b Rất nhiều phân tử C3b liên kết với bề mặt mầm bệnh opsonin hóa chúng Khởi động khuếch đại thông qua đường thay Liên kết với C5 giúp cho C2b phân cắt C3a Peptide trung gian phản ứng viêm (hoạt tính trung bình) Con đường MB-lectin tương đồng với đường cổ điển Con đường MH-lectin sử dụng protein giống với C1q để kích thích dịng thác bổ thể Protein gọi mamman-binding lectin (MBL) collectin giống với C1q Mannanbinding-lectin liên kết với chuỗi đường mannose đặc biệt số loại đường định chúng xếp theo mơ hình cho liên kết với nhiều tác nhân gây bệnh Tuy nhiên, tế bào động vật có xương sống, chúng bao phủ nhóm đường khác đặc biệt acid sialic Do đó, mannan-binding lectin có khả khởi động q trình hoạt hóa bổ thể cách liên kết với bề mặt mầm bệnh MBL xuất huyết tương với nồng độ thấp hầu hết cá thể, MBL sản xuất từ gan nồng độ hyết tương tăng lên phản ứng cấp tính đáp ứng miễn dịch tự nhiên Mannan-binding lectin có cấu tạo giống C1q phân tử đầu tạo thành phức hợp gồm hai zymogen protease MASP-1 MASP-2 MASP-1 MASP-2 có cấu trúc tương tự với C1r C1s enzyme xuất phát từ nhân gien tiền thân Khi phức hợp MBL liên kết với bề mặt mầm bệnh, MASP-1 MASP-2 kích hoạt để phân cắt C4 C2 Vì thế, đường MB-lectin khởi động q trình hoạt hóa bổ thể giống 228 đường cổ điển, tạo C3 convertase từ liên kết C2b C4b Ở người, thiếu MBL làm tăng mẫn cảm với trình nhiễm trùng thời kì sơ sinh, điều cho thấy vai trò quan trọng đường MB-lectin sức đề kháng vật chủ Lứa tuổi mẫn cảm với bệnh nhiễm trùng liên quan đến thiếu hụt MBL chứng minh vai trò đặc biệt quan trọng chế miễn dịch tự nhiên thời kì sơ sinh trẻ, trước đáp ứng miễn dịch thích ứng hồn thiện sau kháng thể từ mẹ truyền sang qua thai sữa non bị thiếu hụt Hoạt hóa bổ thể giới hạn bề mặt mầm bệnh nơi mà trình bắt đầu khởi động Như biết hoạt hóa bổ thể theo đường cổ điển MB-lectin khởi đầu protein liên kết với bề mặt mầm bệnh Trong dòng thác enzyme kích hoạt sau đó, có điều quan kiện hoạt hóa diễn vị trí, hoạt hóa C3 diễn bề mặt mầm bệnh, mà không diễn huyết tương hay bề mặt tế bào vật chủ Điều có chủ yếu liên kết cộng hóa trị hình thành C4b với bề mặt mầm bệnh Sự phân cắt C4 làm bộc lộ liên kết thioester hoạt hóa phân tử C4b liên kết cho phép phân tử C4b tạo liên kết với phân tử lân cận khác vị trí hoạt hóa Trong miễn dịch tự nhiên, C4 phân cắt xúc tác phức hợp C1 MBL liên kết với bề mặt mầm bệnh, C4b liên kết với protein liền kề carbohydrate bề mặt mầm bệnh Nếu C4b không nhanh chóng hình thành liên kết này, liên kết thioester bị cắt phản ứng thủy phân phản ứng làm bất hoạt C4b Điều giúp cho C4b khơng bị khuếch tán khỏi vị trí hoạt hóa bề mặt vi khuẩn trở thành cặp đôi với tế bào vật chủ C2 nhảy cảm với phân cắt C1s liên kết với C4b, C2b serine protease cố định bề mặt mầm bệnh trì liên kết với C4b tạo C3 convertase Vì thế, hoạt động phân tử C3 xuất bề mặt mầm bệnh Hơn nữa, C3b nhanh chóng bị bất hoạt trừ tạo liên kết cộng hóa trị tương tự chế C4b, opsonin bề mặt mầm bệnh nơi diễn q trình hoạt hóa bổ thể Con đường thay khởi đầu trình thủy phân C3 Con đường thứ ba trình hoạt hóa bổ thể gọi đường thay phát đường „thay thế‟ cho q trình hoạt hóa bổ thể sau đường cổ điển xác định Con đường diễn bề mặt nhiều vi khuẩn chưa có mặt kháng thể, dẫn đến việc hình thành C3 convertase kí hiệu C3b, Bb Trái ngược với đường cổ điển MB-lectin, đường thay không phụ thuộc vào liên kết với protein mầm bệnh để khởi động q trình; thay vào bắt đầu thơng qua q trình tự thủy phân C3 (Hình 7.22) Các thành phần đặc biệt đường liệt kê bảng 7.5 229 Hình 7.22 Bổ thể hoạt hóa theo đường thay công mầm bệnh bảo vệ tế bào vật chủ protein điều hòa bổ thể.C3 tách tự nhiên huyết tương tạo C3(H2O), liên kết với yếu tố B giúp cho phân tử bị cắt yếu tố D (hình cùng) C3 convertase tiếp tục cắt C3 thành C3a C3b, C3b liên kết với tế bào vật chủ bề mặt mầm bệnh (hình thứ 2) Liên kết cộng hóa trị nối C3b với yếu tố B, sau nhanh chóng bị cắt yếu tố D tạo Ba Bb, Bb trì liên kết với C3b C3 convertase (hình thứ ba) Nếu C3b, Bb hình thành bề mặt tế bào vật chủ (hình bên trái), nhanh chóng bị bất hoạt protein điều hịa bổ thể trình diện tế bào vật chủ: CR1 (complement receotor 1), DAF (decay-accelerating factor) MCP (membrane cofactor of proteolysis) Bề mặt tế bào vật chủ liên kết với yếu tố H huyết tương CR1, DAF yếu tố H thay Bb C3b CR1, MCP yếu tố H xúc tác việc cắt C3b protease huyết tương yếu tố I sinh C3b bất hoạt (iC3b) Bề mặt vi khuẩn (hình bên phải) khơng có protein điều hịa bổ thể liên kết với yếu tố P (properdin), điều giúp trì hoạt động C3b, Bb convertase Convertase tương đồng với C4b, 2b đường cổ điển 230 Bảng 7.5 Protein q trình hoạt hóa bổ thể đường thay Thành phần tự nhiên C3 Chức Mảnh hoạt động C3b Liên kết với bề mặt mầm bệnh, liên kết với yếu tố B giúp cho phân cắt yếu tố D C3b, Bb C3 convertase C3b2.Bb C5 convertase Ba Mảnh nhỏ B, chưa biết chức Bb Bb enzyme hoạt động C3 convertase, C3b.Bb C5 convertase C3b2.Bb Yếu tố D (D) D Serine protease huyết tương, phân cắt B thành Ba Bb liên kết với C3b Yếu tố P (P) P Protein huyết tương có lực với C3b.Bb convertase tế bào vi khuẩn Yếu tố B (B) C3 có hàm lượng lớn huyết tương, sản phẩm trình phân giải C3b tạo với tốc độ nhanh chóng thơng qua trình tự phân cắt Quá trình tự thủy phân liên kết thioester C3 tạo C3(H2O), thay đổi cấu trúc phân tử tạo điều kiện để liên kết với yếu tố B huyết tương Sự kết liên kết yếu tố B C3(H2O) giúp cho protease huyết tương yếu tố D phân cắt yếu tố B thành Ba Bb, Bb trì liên kết với C3(H2O) tạo phức hợp C3(H2O).Bb Hợp chất pha lỏng C3 convertase, tạo với lượng nhỏ cắt nhiều C3 thành C3a C3b Phần lớn C3b bị bất hoạt trình thủy phân, vài phân tử tạo liên kết cộng hóa trị với bề mặt mầm bệnh tế bào vật chủ thông qua phản ứng với nhóm thioester C3b tạo liên kết liên kết với yếu tố B sau bị phân cắt yếu tố D tạo mảnh nhỏ Ba mảnh Bb protease hoạt động Kết q trình đường C3 convertase C3b.Bb thay Khi C3b liên kết với tế bào vật chủ, lượng lớn protein điều hòa bổ thể xuất huyết tương màng để kết thúc q trình hoạt hóa bổ thể Các protein tương tác với C3b ngăn cản hình thành convertase kích thích thủy phân C3b Do đó, CR1 protein liên kết màng DAF CD55 cạnh tranh với yếu tố B việc liên kết với C3b bề mặt tế bào thay Bb convertase Sự hình thành convertase bị ngăn cản trình làm bất hoạt C3b thành iC3b Quá trình xúc tác protease huyết tương yếu tố I liên kết với C3b protein CR1 cofactor màng phân giải protein (MCP CD46) Yếu tố H – protein điều hòa bổ thể khác huyết tương liên kết với C3b giống CR1, cạnh tranh với yếu tố B thay Bb convertase hoạt động cofactor yếu tố I Yếu tố H ưu tiên kết hợp với C3bliên kết tế bào động vật có xương sống có lực với acid sialic có tế bào 231 Trái lại, bề mặt mầm bệnh thiếu protein điều hòa bổ thể acid sialic nên C3b.Bb convertase hình thành trì Thực tế, q trình điều chỉnh yếu tố điều hòa dương gọi properdin yếu tố P, liên kết với nhiều bề mặt vi khuẩn ổn định convertase (ở người, thiếu yếu tố P dẫn đến tỷ lệ nhiễm Neisseria cao) Khi hình thành, C3b.Bb convertase nhanh chóng phân cắt C3 thành C3b, phân tử liên kết với bề mặt mầm bệnh hoạt động opsonin tái khởi động đường để tạo C3b,Bb convertase Do đó, đường thay hoạt động thơng qua vịng khuếch đại xuất bề mặt mầm bệnh, mà tế bào vật chủ Một vòng khuếch đại tương tự cho phép đường thay đóng góp vào giai đoạnkích thích ban đầu q trình hoạt hóa bổ thể cổ điển đường MB-lectin (Hình 7.23) Hình 7.23 Hoạt hóa bổ thể đường thay khuếch đại đường cổ điển đường MB-lectin cách tạo C3 convertase thay sa lắng nhiều phân tử C3b bề mặt mầm bệnh.C3b bị sa lắng đường cổ điển MB-lectin liên kết với yếu tố B làm cho mẫm cảm với phân cắt yếu tố C Tổ hợp C3b,Bb C3 convertase đường thay q trình hoạt hóa bổ thể hoạt động chúng giống tổ hợp C4b,2b gây sa lắng nhiều C3b bề mặt mầm bệnh C3 convertase sản phẩm từ hoạt hóa đường cổ điển MB-lectin (C4b,2b) từ đường thay (C3b,Bb) khác biệt rõ ràng Tuy nhiên, hiểu biết hệ thống bổ thể đơn giản hóa cơng nhận mối quan hệ tiến hóa gần protein bổ thể khác Vì zymogen bổ thể, yếu tố B C2 protein có liên quan mật thiết với mã hóa gien tương đồng nằm song song với MHC nhiễm sắc thể số người Hơn nữa, phân tử cặp đôi chúng C3 C4 có liên kết thioester, liên kết làm cho C3 convertase gắn với bề mặt mầm bệnh Chỉ có thành phần đường thay không liên quan đến chức thành phần tương đương đường cổ điển MB-lectin yếu tố khởi đầu serine protease (yếu tố D) Yếu tố D cho protease hệ thống bổ thể lưu thơng enzyme hoạt hóa mà khơng phải zymogen Điều cần thiết cho khởi động đường thay thông qua trình tự phân cắt C3 an tồn cho vật chủ yếu tố D khơng có chất khác yều tố B liên kết với C3b Điều có nghĩa yếu tố D tìm chất nồng độ thấp huyết bề mặt mầm bệnh nơi đường thay hoạt động 232 Khi so sánh đường khác trình hoạt hóa bổ thể chứng minh ngun tắc chung hầu hết yếu tố chế đáp ứng miễn dịch tự nhiên khai thác q trình tiến hóa vàsử dụng yếu tố chế đáp ứng miễn dịch thích ứng Đáp ứng miễn dịch thích ứng tiến hóa việc thêm vào đáp ứng miễn dịch tự nhiên khả nhận diện đặc hiệu Điều chứng minh rõ ràng hệ thống bổ thể, hệ thống thành phần xác định chức tương đồng có mối liên hệ q trình tiến hóa (Bảng 76) Bảng 7.6 Mối quan hệ yếu tố đường hoạt hóa bổ thể Các bước đường hoạt hóa Khởi động serine protease Liên kết cộng hóa trị với bề mặt tế bào C3/C5 convertase Điều hòa hoạt hóa Opsonin hóa Khởi động yếu tố Viêm cục Ổn định hóa Chức protein Thay MB-lectin Cổ điển D MASP C1s Mối quan hệ C3b C4b Tương đồng (C1s MASP) Tương đồng Bb CR1 C2b CR1 Tương đồng Giống H C4bp Tương đồng Giống Giống Giống Duy C3b C5b C5a, C3a P Khơng Hầu hết yếu tố giống sản phẩm gien nhân đơi sau tách theo thứ tự Protein C4 C3 giống có chứa liên thioester khơng ổn định, liên kết nối mảnh lớn hai loại protein với màng tế bào Gien mã hóa C2 B nằm liền kề lớp III vùng MHC phát sinh nhân đôi gien Yếu tố H, CR1 protein điều hòa C4bp chia sẻ chuỗi lặp lại phổ biến cho nhiều protein điều hòa bổ thể Sự khác lớn đường bước khởi động: đường cổ điển phức hợp C1 liên kết với số mầm bệnh với kháng thể giúp kháng thể liên kết với enzyme hoạt động bề mặt mầm bệnh; đường MB-lectin, MBL liên kết với serine protease hoạt hóa MASP, MASP có chức giống C1r:C1s; đường thay hoạt động MASP tạo yếu tố D CÂU HỎI ÔN TẬP Nêu dạng đáp ứng miễn dịch? Trình bày chế đáp ứng miễn dịch tế bào miễn dịch dịch thể? Cấu trúc chức kháng thể? Cơ chế phát sinh tính đa dạng kháng thể? Cấu trúc receptor tế bào T? 233 Khái niệm phức hợp hịa hợp tổ chức (MHC)? Cấu trúc chức phân lớp MHC? Khái niệm hệ thống bổ thể? Thành phần chức sinh học hệ thống này? Trình bày tóm tắt đường hoạt hóa bổ thể? TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Kiệm, Nguyễn Văn Kình, Nguyễn Văn Mùi (2005).Hóa sinh động vật, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Ngọc Lanh, Văn Đình Hịa, Vũ Triệu An, Phan Thị Phi Phi, Phan Thị Thu Anh, Trần Thị Chính, Vũ Dương Quý (2006) Miễn dịch học, Nxb Y học Hà Nội Abul K Aand Andrew H L(2003) Cellular and Molecular Immunology, 5th ed., Saunders Bruce A, Alexander J, Julian L, Martin R, Keith R and Peter W (2002) Molecular Biology of the Cell, 4th ed., Garland Science David M, Jonathan B, David B R and Ivan M R (2013) Immunology 8th ed., Elsevier Donald V and Judith G.V(1994) Biochemistry, 2nd ed., John Wiley and Sons Janeway C.A J, Travers P and Walport M (2001).Immunobiology: The Immune System in Health and Disease, 5th ed, Garland Science John B and Marek H D (2002) Medical Biochemistry, Mosby Endinburgh London Klaus D E (1998) Immunology: Understanding the Immune System, John Wiley and Sons 10 Haeney, M.R (2004) Immunology and immunopathology, 4thed, Churchill Livingstone 234 ... b? ?ch cầu bị ch? ??t B? ?ch cầu trung tính thư? ?ng s? ?ng kho? ?ng 3-8 ng? ?y B? ?ch cầi toan (eosinophil) thườngcó số lư? ?ng kh? ?ng nhiều Trong trư? ?ng hợp bị nhiễm ký sinh tr? ?ng, số lư? ?ng b? ?ch cầu toan máu t? ?ng. .. trước ch? ?ng ch? ?p Chim cá sử d? ?ng nhiều ch? ?? khác để đa d? ?ng hóa kh? ?ng thể; cừu thỏ sử d? ?ng ch? ?? khác so với ng? ?ời chuột Trong ch? ?? ?ng này, thảo luận ch? ?? diễn ng? ?ời chuột Gien mã hóa kh? ?ng thể lắp... Con đư? ?ng hoạt hóa đáp ? ?ng miễn d? ?ch th? ?ch ? ?ng liên kết C1q với phức hợp kh? ?ng thể:kh? ?ng nguyên, ch? ?a khóa liên kết ch? ?? k? ?ch th? ?ch đáp 223 ? ?ng miễn d? ?ch bẩm sinh miễn d? ?ch th? ?ch ? ?ng Con đư? ?ng MB-lectin