II. KHÁNG THỂ DỊCH THỂ 1 Định nghiã
2. Cấu trúc hóa học của kháng thể dịch thể
Kháng thể dịch thể đặc hiệu có nhiều lớp khác nhau: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD các lớp này có một số đặc điểm cấu trúc gần giống nhau đó là:
- Mỗi phân tử Ig đều có 2 chuỗi polypeptit gọi là chuỗi nặng, ký hiệu là H (Heavy) và 2 chuỗi polypeptit gọi là chuỗi nhẹ, ký hiệu là L (light).
Riêng IgM có 10 chuỗi nhẹ và 10 chuỗi nặng.
- Trong mỗi phân tử Ig, chuỗi H và L bao giờ cũng có từng đơi và giống nhau hoàn toàn. - Sự khác biệt giữa các phân tử Ig là dựa vào chuỗi nặng.
Lớp IgG có chuỗi nặng là gamma (γ) Lớp IgM có chuỗi nặng là Muy (µ) Lớp IgA có chuỗi nặng là Alpha (α) Lớp IgD có chuỗi nặng là Delta (δ) Lớp IgE có chuỗi nặng là Epxilon (ξ)
Bảng 5.1 Các lớp kháng thể dịch thể (Ig)
Các lớp còn được chia thành dưới lớp:
IgG: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 trong đó các chuỗi nặng lần lượt là gamma 1, gamma 2, gamma 3, gamma 4.
IgA: IgA1, IgA2 tùy theo chuỗi nặng là alpha 1 và alpha 2.
-Đặc điểm về cấu trúc của các lớp:
IgG ở dạng monome đơn phân tử, trọng lượng là 150.000 (chuỗi nhẹ kappa hoặc lamda là 25.000, chuỗi nặng gamma là 50.000).
IgA có 2 dạng: dạng monome đơn phân tử, trọng lượng là 160.000, dạng dime nhị phân thường có trong dịch tiết gọi là IgA tiết (sIgA, secretory: tiết).
IgM thường ở dạng ngũ phân trọng lượng là 900.000. IgD ở dạng đơn phân tử trọng lượng 175.000.
IgE ở dạng đơn phân tử trọng lượng là 190.000.
Các immunoglobulin khác nhau về chuỗi nặng: về tỉ lệ % gluxit và đặc biệt là khác nhau ở đoạn Fc liên quan đến chức năng của từng immunoglobulin.
Đặc điểm chung của Ig:
-Các Ig đều có chung một đặc điểm đều là các protein hình cầu (globulin).
- Ig gồm 1 hay nhiều đơn vị hình thành và mỗi đơn vị đều có cấu trúc tương đối giống nhau.
- Mỗi đơn vị là một phân tử protein đều có 4 chuỗi polypeptide giống nhau từng đơi một, 2 chuỗi nhẹ ký hiệu là L (Light), 2 chuỗi nặng ký hiệu là H (Heavy) và chúng được nối với nhau từng đôi một bằng các cầu nối disulfide (S-S) và chúng có đối xứng 2 bên.
Hình 5.4 Cấu trúc của IgG (Lâm Thu Hương, 2009)
- Trong các lớp Ig, Ig G chiếm đa số (khoảng 80% tổng số các Ig).
- Khi thủy phân Ig bằng các men phân hủy protein (papain, pepsin...) thì chúng tách ra thành các tiểu phần khác nhau. Hai tiểu phần giống nhau và có khả năng liên kết với kháng nguyên gọi là tiểu phần Fab (Fragment antigen binding) nhưng khơng có khả năng kết tinh. Tiểu phần cịn lại khơng liên kết với kháng nguyên nhưng có khả năng kết tinh gọi là tiểu phần Fc (Fragment crystal), FCcó các thụ thể để gắn với bạch cầu, đại thực bào, tế bào diệt tự nhiên, bổ thể...
Trong phân tử immunoglobulin thì tiểu phần Fckhơng thay đổi ở các phân tử Ig khác nhau.
Người ta đã chứng minh rằng mỗi tiểu phần Fab đều có chứa một trung tâm liên kết với kháng nguyên (trung tâm hoạt động) vì vậy phân tửIg có cấu tạo giống chữY, một thân và
hai tay. Dưới kính hiển vi điện tửthì phần thân là tiểu phần Fc( đi của chữY), cịn phần 2 tay chính là 2 tiểu phần Fab. Bằng các thí nghiệm dùng kháng nguyên đối xứng, người ta đã xác định trung tâm liên kết với kháng nguyên nằm ởphần đầu của 2 tiểu phần Fab.
Hình 5.6 Sự phân bố của vùng siêu biến và vùng khung trên chuỗi nhẹ và chuỗi nặng trong phân thử kháng thể (Ian R. Tizard, 2004)
Trọng lượng phân tửcủa Ig: khoảng 150.000
Trong đó Fab = 50.000 FC = 50.000
Còn 2 chuỗi nhẹ= 2 x 25.000 2 chuỗi nặng = 2 x 50.000
Công thức chung kháng thểdịch thể: được viết (H2L2)n trong đónchỉ mức độcao phân tử của từng loại kháng thể.
Với n=1 đối với IgG, IgE và IgD n=1-- 3 đối với IgA (thường là 2) n= 5 đối với IgM
Công thức khai triển đối với IgG nhưsau:
IgG (150000) = Fab (50000) + Fab(50000) + Fc(50000)
= [L (25000) + H (50000)] + [L (25000) + H (50000)] = 2L (25000) + 2H (50000)
Cấu tạo và thứ tự sắp xếp của các axit amin trong mạch polypeptit của các phân tử immunoglobulin khác nhau thì khác nhau. Nhưng sự khác nhau này chỉ xảy ra ởtiểu phần Fab , cịn ở tiểu phần Fc thì khơng thay đổi. Có lẽ sự biến đổi này để nhằm thích ứng với nhiều loại kháng nguyên khác nhau.