Giới thiệu chung về kháng thể đa dòng

1.5. KHÁNG THỂ ĐA DÒNG VÀ ỨNG DỤNG THỰC TIỄN

1.5.1. Giới thiệu chung về kháng thể đa dòng

Kháng thể là các globulin có trong huyết thanh của động vật có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng ngun đã kích thích sinh ra nó. Kháng thể theo định nghĩa trên đƣợc gọi là kháng thể miễn dịch (immunoglobulin, kí hiệu là Ig) hay kháng thể đặc hiệu. Huyết thanh động vật chứa kháng thể đặc hiệu kháng nguyên đƣợc gọi là kháng huyết thanh.

Kháng thể cũng có thể đƣợc tìm thấy trong các thể dịch khác của cơ thể nhƣ sữa, nƣớc tiểu… Những kháng thể có sẵn từ trƣớc khi có sự tiếp xúc với kháng nguyên đƣợc gọi là kháng thể tự nhiên hay kháng thể không đặc hiệu. Ở đây, chúng ta chỉ xem xét loại kháng thể đặc hiệu.

Trong huyết thanh ngƣời và động vật có vú chứa albumin ,  và  - globulin, thì  - globulin là kháng thể. Vì bản chất của kháng thể là protein, nên các tác nhân hoá, lý nhƣ nhiệt độ, axit, kiềm làm biến tính protein có thể phá huỷ kháng thể.

Hai đặc tính sinh học quan trọng của kháng thể là khả năng phản ứng đặc hiệu với kháng nguyên và khả năng biểu hiện nhƣ một kháng nguyên, tức là kích thích sinh kháng thể chống lại nó. Kháng thể chống lại kháng thể gọi là kháng kháng thể. Có thể tạo kháng thể chống từng loại Ig (IgA, IgG, IgM …) hoặc chống từng phần cấu trúc của phân tử Ig (mảnh Fab hoặc Fc).

Tất cả các kháng thể đều có cấu trúc giống nhau gồm một hay nhiều đơn vị (monome) hợp thành. Mỗi đơn vị là một phân tử protein chứa 4 chuỗi polypeptit. Hai chuỗi nhẹ (ngắn) kí hiệu là L và hai chuỗi nặng (dài) kí hiệu là H đƣợc gắn với nhau bởi cầu disulfua (S – S). Trình tự axit amin ở kháng thể giống hệt nhau theo từng đôi chuỗi nặng và từng đơi chuỗi nhẹ. Tồn bộ phân tử có cấu tạo đối xứng.

Chuỗi nhẹ có trọng lƣợng phân tử là 25000, chứa khoảng 211 - 221 axit amin. Ở tất cả các lớp globulin miễn dịch đều có hai loại chuỗi nhẹ, chuỗi nhẹ kappa () hoặc chuỗi nhẹ lambda (). Mỗi phân tử Ig chỉ chứa hoặc hai chuỗi nhẹ  hoặc hai chuỗi nhẹ  mà không bao giờ chứa cả hai loại. Mỗi chuỗi nhẹ của Ig chứa hai vùng axit amin. Một vùng có trật tự axit amin có thể thay đổi gọi là vùng biến đổi, kí hiệu là VL (variable), vùng này nằm ở phía đầu amin (-NH2) của phân tử. Vùng cịn lại có trật tự axit amin không thay đổi gọi là vùng cố định kí hiệu là CL (constant), vùng này nằm phía đầu carboxyl (-COOH). Trật tự axit amin vùng cố định của chuỗi nhẹ luôn giống nhau ở tất cả các lớp kháng thể hoặc theo trật tự  hoặc theo trật tự . Ngƣợc lại trật tự axit amin của vùng biến đổi luôn khác nhau kể cả ở các Ig do cùng một tế bào sinh ra.

Chuỗi nặng có trọng lƣợng phân tử khoảng 50.000, chứa khoảng 450 axit amin. Có 5 loại chuỗi nặng là , , ,  và  ứng với 5 lớp kháng thể là IgG, IgM, IgA, IgD và IgE. Nhƣ vậy mỗi lớp kháng thể có một loại chuỗi nặng riêng và hai loại chuỗi nhẹ chung (và ). Do vậy lớp IgG có chuỗi nặng là  đƣợc kí hiệu là

22 hay 22. Tƣơng tự nhƣ vậy, lớp IgM có chuỗi nặng ký hiệu là 22 hay 22; lớp IgA có chuỗi nặng là 22 hay 22; lớp IgD có chuỗi nặng là 22 hay 22 và lớp IgE có chuỗi nặng là 22 hay 22.

Mỗi chuỗi nặng chứa bốn vùng axit amin: một vùng biến đổi và ba vùng cố định. Cũng tƣơng tự nhƣ ở chuỗi nhẹ, vùng biến đổi của chuỗi nặng nằm ở phần đầu amin, kí hiệu là VH. Vùng cố định nằm ở đầu cacboxyl và có trật tự axit amin giống nhau ở tất cả globulin miễn dịch thuộc cùng một lớp. Ba vùng cố định của chuỗi nặng đƣợc kí hiệu là CH1, CH2, CH3. Hai vùng biến đổi của chuỗi nặng và

chuỗi nhẹ nằm kề nhau tạo thành vị trí kết hợp kháng nguyên hay paratop do vậy bảo đảm tính đa dạng của phân tử kháng thể.

Vùng nằm giữa CH1 và CH2 của chuỗi nặng gọi là khớp nối, có tác dụng nhƣ chiếc bản lề, làm cho phân tử có cấu tạo hình chữ Y, nên có thể điều chỉnh dãn ra hay khép lại (từ 0 – 180o) giúp cho việc gắn phù hợp với hai quyết định kháng nguyên (epitop).

Cấu trúc kháng thể liên quan đến vị trí gắn kháng nguyên, trong mỗi vùng biến đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ có ba đoạn polypeptit ngắn, tại đây trật tự axit amin rất hay thay đổi, đƣợc gọi là vùng siêu biến, đơi khi cịn đƣợc gọi là vùng quyết định bổ sung CDR (Complementary Determinant Regions), đồng thời xen vào chúng là 4 đoạn trật tự axit amin ít bị thay đổi hơn, đƣợc gọi là vùng . Chính sự khơng đồng nhất về trật tự axit amin của vùng siêu biến đã tạo nên sự đa dạng về cấu trúc của vị trí kết hợp kháng nguyên.

Chuỗi J là một chuỗi glycopolypeptit có kích thƣớc xấp xỉ chuỗi L và có trọng lƣợng phân tử 15.000 làm nhiệm vụ nối các đơn vị (monome) globulin miễn dịch thành các phân tử lớn (polyme). Ví dụ phân tử IgM và phân tử IgA tiết. Trong thành phần của chuỗi J có nhiều cystein.