Antig

1
Antigénfelismerés

• Készítette
• Weisz Lívia és Rácz Rita

2
Az ellenanyag-molekula szerkezete

• Az ellenanyagokat immunglobulinoknak nevezzük
  (Ig). Az immunglobulinok jellegzetes
  doménstrukturájú polipeptidláncokól fölépülo
  molekulák, melyek a felismerést és az
  effektorfunkciók kiválasztását egyaránt lehetové
  teszik. Szerkezeti felépítésének tanulmányozása
  1950-es években kezdodött, kiderült, hogy nemcsak
  antigénfelismero sajátosságú molekulák, hanem más
  receptorok, adhéziós molekulák és számos ma még
  ismeretlen funkciójú molekula rendelkezik az
  immunglobulinokhoz hasonló doménszerkezettel.

3

• A molekuláknak ez a csoportja alkotja az
  immunglobulin-famíliát. Az immunglobulinok
  szerkezetének tanulmányozása, az
  ellenanyag-szerkezete és- funkció
  összefüggéseinek, a felismerés és információ
  továbbítás biokémiai alapjainak megismerése
  szempontjából is fontos.

4
(No Transcript)
5
Immunglobulinok

• Egy adott antigén által kiváltott humorális
  immunválasz során az antigénfelismero B-sejtek
  proliferálódnak, majd plazmasejtekké
  differenciálódnak. Ezek nagy mennyiségben
  termelik az antigént fajlagosan felismero és
  azzal kölcsönhatásba kerülo ellenanyag-molekulákat
  , amelyek az antigén elpusztítását és
  eltakarítását biztosító effektor funkciók
  aktiválására képesek.
• Paul Ehrlich 1900-ban fogalmazta meg
  oldallánc-elméletét e szerint ugyanazok a
  molekulák, melyek antigént felismero receptorként
  a sejtfelszínen megtalálhatók, az antigénnel való
  kapcsolódás után nagy számban jelennek meg a
  membránon, majd leválva ellenanyagként a
  keringésbe kerülnek.

6
Ig jellemzése

• Az Ig-molekulák a B-sejtek membránján az antigént
  köto receptorkomplex felismero egységeként a
  vérbe és egyéb testfolyadékokba szolubilis
  ellenanyagokként fordulnak elo.
• Az Ig-k megfelelo ellenanyagokat tartalmazó
  vérsavókkal szerológiailag jellemezhetok. Ilyen
  immunsavók ún. izotípusok, melyek egy adott faj
  valamennyi egyedében elofordulnak. Az
  izotípus-sajátosságok és a molekula fajlagos
  funkciója között nincs összefüggés.
• Ugyanazon faj egyes egyedeinek azonos izotípusos
  Ig molekulái allélok által meghatározott
  determináns csoportokat hordozhatnak, Ig-k
  allotípusai különböztethetok meg.

7

• Minden Ig molekula egyedi, csak az adott
  B-sejt-klón által termelt molekulapopulációt
  jellemzo determinánsokat hordoz, ezek az
  idiotípusos determinánsok.

8
Ellenanyag molekulák általános szerkezete

• Az Ig-molekulák szerkezetére egy négy
  polipeptidláncból álló, heterodimer egység
  jellemzo, amelynek felépítésében két, egymással
  azonos könnyu és nehéz polipeptidlánc vesz részt.

9
Az Ig osztályok jellemzése

• IgG az ellenanyagok 75-át alkotja, másodlagos
  immunválasz során képzodo ellenanyagok zöme ez.
  Ebbe az osztályba tartozik a legtöbb
  antibakteriális ellenanyag, számos vírusellenes
  antitest. IgG átjut az emberi placentán az
  anyaszervezetébol a magzatéba.
• IgM az újszülöttben eloször általában ebbe az
  osztályba tartozó ellenanyagok képzodése indul
  meg, az elsodleges immunválasz során általában ez
  termelodik.

10

• IgA különbözo szekrétumok (nyál, könny, epe,
  bélnedv) legfontosabb Ig komponense.
• IgD az IgM-mel együtt érett B-sejt felszínén van
  jelen, csak mielómás betegek szekrétumában
  mutatták ki.
• IgE fontos szerepet játszik a paraziták elleni
  védekezésben, valamint az allergiás folyamatok
  kiváltásának kulcsszereploi.

11

• Az anya szervezetébol a placentán át a
  magzatba IgG molekulák jutnak. Az anyai eredetu
  IgG az újszülött vérében folyamatosan csökken.
  Anyatejjel táplálkozó újszülött vérében anyai
  eredetu IgA mutatható ki.

12
Az antigénköto hely

• Az antigénköto helyre vonatkozó
  vizsgálatokból (szekvencia analízis,
  affinitásjelölés), arra lehet következtetni -
  hogy az antigénköto hely kialakításában a VL és
  VH hipervariábilis részek egyaránt részt vesznek
  térszerkezet függ ezekben a régiókban található
  aminosavmaradékok számától és természetétol - a
  régiókban spontán mutáció vagy irányított
  mutagenézissel változtathatják meg a kötohelyet.
  Az antigénköto hely a molekulák felszínén
  található, zseb formában.

13
Antigén-antitest kapcsolódás

• Az antigén és ellenanyag kapcsolódásának
  feltétele, hogy megfelelo közelségbe kerüljenek
  egymással, és kialakulhassanak az
  immunkomplexeket összeköto nem kovalens
  kölcsönhatások, pl H-kötés
• Az antigén-antitest kapcsolódás legegyszerubb
  formája, amikor univalens ligandum reverzibilisen
  kapcsolódik az Ig antigénköto helyéhez. Az egy
  Ig-molekulához a telítettség állapotában
  kapcsolódó univalens ligandumok száma fejezi ki
  az ellenanyag valenciáját.
• A köto hely és a monovalens ligandumok
  kapcsolódása reverzibilis. Az antigén-antitest
  kapcsolódás fobb jellegzetessége a specifitás.

14

• Precipitáció az oldott antigén és a specifikus
  ellenanyag kölcsönhatásának eredményeképpen
  képzodik, melyben az antigén-és
  ellenanyag-molekulák aránya változó.
• Precipitációs görbe oldott antigén és ellenanyag
  kölcsönhatását követoen immunkomplex képzodik.

15

• Agglutináció létrejön ha nem oldott antigének,
  hanem részecskék reagálnák ellenanyagokkal, az
  antigén-antitest felületén zajlik le.
• Az agglutináció annak a következménye, hogy az
  Ig-molekulák egyik antigénköto helye az egyik, a
  másik antigénköto helye a másik sejt felületén
  lévo epitophoz kapcsolódik.

16
Szomatikus mutáció

• Az Ig-k génátrendezodése eredményeként kialakuló
  szerkezeti sokféleség.
• A szomatikus mutációk biztosítják jelentos
  részben az ellenanyagok affinitásérését, valamint
  az antitestek fajlagosságában bekövetkezo
  változásokat is.
• A szomatikus mutációk lényegesen nagyobb számban
  következnek be a másodlagos immunválasz során
  képzodo IgG-ellenanyagokban, mint az elsodleges
  válasz folyamán termelodo IgM-molekulában

17
Az antigének T-sejtek által való felismerése

• Ellentétben a B-limfocitákkal, melyek elsosorban
  az intakt antigének konformációs determinánsaival
  reagálnak, a T-limfociták a fehérjeantigénekbol
  az antigénprezentáció során képzodo peptideket az
  MHC-molekulákkal komplexben ismerik fel.
• A járulékos vagy antigénprezentáló sejtek (ATC)
  szerepe a T-limfociták muködésében sokrétu pl.
  citokinek segítségével szabályozzák a T-sejtek
  aktivációját is.

18
A T-sejtek MHC által korlátozott
antigénfelismerése

• Az érett T-sejtek saját MHC molekulákhoz kötött
  peptidek felismerésére képesek, ha ugyanaz a
  peptid más MHC kötodik vagy az MHC egy másik
  peptiddel képez komplexet az APC és a T-sejt
  kapcsolata nem jön létre .A TCR kettos
  specifitása azt jelenti, hogy a kapcsolat sem a
  peptiddel sem az MHC-vel nem alakulhat ki, az
  csak az adott MHC-peptidkomplexszel jöhet létre.

19
MHC I molekula szerkezete

• A valamennyi magvas sejten megjeleno MHC I
  glikoproteinek két polipeptid láncból felépülo
  heterodimer molekulák
• A nagy genetikai polimorfizmust mutató a- vagy
  nehézlánc az MHC génkomplex I régiójában
  található génterméke.
• A sejtmembránban az a-lánchoz nem kovalensen
  kötodo ß2-mikroglobulint egy másik kromoszómán
  elhelyezkedo gén kódolja, így ez a fehérje nem
  MHC termék.

20

• Az a-lánc szerkezete az 5 doménbol felépülo lánc
  jellegzetes transzmembrán fehérje, melynek
  extracelluláris részéhez emberben 1
  oligoszacharid-molekula kapcsolódik.
• Az 1980-as évek egyik legjelentosebb immunológiai
  eredményét a sejtfelszínrol papainos hasítással
  nyert emberi MHC I (HLA-A2) molekulák
  extracelluláris fragmentumának röntgenkrisztallogr
  áfiás vizsgálata jelentette.
• E vizsgálat rámutatott arra, hogy az MHC I
  térbeli elrendezodés szerint a molekula 2
  domérpárt tartalmaz. Az egyik pár a1 és a2, ez a
  membrántól távolabb eso rész, míg a közelebb eso
  részt az a3 és ß2 alkotja.

21
MHC I szerkezete
Mai ismereteink szerint a felszíni zseb szolgál a
fehérjék lebontása során keletkezett peptidek
kötohelyéül, ezért a molekula funkcionális
szempontból peptidreceptornak tekintheto.
22
MHC II molekula szerkezete

• AZ MHC II molekula két egymással nem kovalens
  módon kapcsolódó a és ß polipeptid láncból épül
  fel.
• Az MHC II molekula peptidköto helye
  térszerkezetét tekintve az MHC I-hez hasonló
  felépítésu.
• Az a1 és ß1 domérpáros alakítja ki, és egy 8
  szálú ß redozött lemez és két a-hélix csavarodott
  szakasza alkotja az MHC II molekula peptidköto
  helyét, míg az MHC I-nél a1, a2 és egy 8 szálú ß
  redozött lemez, valamint egy a-hélix csavarodott
  szakaszából alakul ki.

23
Ábra 109 old 6,9
24
Ábra 110 6 11. Mhc 1

• Az MHC I molekula aminosavakat befogadó
  zsebei a peptid N- és C-terminális aminosavak
  oldalláncaival alakítanak ki nem kovalens
  kölcsönhatásokat. A peptid láncvégi-NH2 és COOH
  csoportjai az a2 és ß domének által kialakított
  kötohelye bezáró konzervatív aminosavakkal hoznak
  létre H-híd kötéseket.

25
MHC IIábra 6-11

• Míg az MHC I molekulába illeszkedo peptidek
  optimális mérete 9 aminosav, az MHC II molekula
  nyitott kötohelye hosszabb peptidek kötését is
  megengedi. Ezek a peptidek az MHC II molekulára
  jellemzok mély hidrofób zsebbe illeszkednek.

26
Az MHC molekulák biológiai funkciója

• Az MHC molekulák legfontosabb biológiai funkciója
  a szervezetben termelodo vagy oda bekerülo
  fehérjék részleges lebontásakor keletkezo
  peptidek megkötése és bemutatása a T-sejtek
  számára.
• Az MHC molekulák nem képesek különbséget tenni az
  immunológiai értelemben vett saját és nem saját
  fehérjékbol származó peptidek között, az
  antigénbol származó peptidek között alapveto
  szerepet tölt be a T-limfociták antigénfelismero
  muködésében. Ezért az MHC termékek is az
  antigénfelismerésben közremuködo molekulák közé
  sorolhatók.

27

• Az MHC fehérjék funkciója lényegét tekintve eltér
  a fajlagos antigénfelismero molekulákétól.
• Az MHC molekulák sejten belüli útja a peptidköto
  képesség függvénye. A peptidköto funkció
  biztosítja az MHC molekulák sejtfelszíni
  megjelenését, ami viszont a T-sejtek felismero
  muködésének elofeltétele.
• Ez felhívja a figyelmet, hogy a fehérjék
  természetes lebomlása fontos szerepet játszik a
  saját és nem saját fehérjék közötti
  különbségtétel folyamatában.

28

• Az MHC molekulák peptidekkel alkotott komplexeik
  fontos szerepet játszanak az immunológiai
  tolerancia és a TCR- repertoár kialakításában,
  valamint az antigénekkel és a kórokozókkal
  szemben kialakuló immunológiai válaszadási
  képesség minoségi és mennyiségi meghatározásában.

29
Az antigén prezentáció endogén, citoplazmatikus
útja

• Az MHC I molekulák a DER-ban szintetizálódnak,
  majd a Golgi-készüléken átjutva különbözo
  poszttranszlációs módosításokon mennek keresztül
  , és a sejtfelszínre jutnak.
• Különleges mutáns sejtek vizsgálatával igazolták,
  hogy az MHC I molekulák már képzodésük helyén, az
  ER-ban peptideket kötnek meg, és ha erre nincs
  lehetoségük nem jutnak a sejtfelszínre.
• A peptidekkel való elsodleges kölcsönhatásban az
  MHC I molekuláknak az a-lánca vagy az a-lánc és
  ß2-mikroglobulin laza komplexei vesznek részt.

30

• Az a-lánc a calnexin chaperon fehérjéhez majd a
  ß2-mikroglobulinhoz kapcsolódik mindkét
  kölcsönhatás peptidek megkötésére képes
  konformációkban tartja a polimorf a-láncot.
• A peptidek stabilizálják az a-lánc és ß2
  mikroglobulin által képzett dimert, ami a
  Golgi-rendszeren át kikerül a sejtfelszínre. A
  citoplazmában a proteaszóma enzimkomplex
  közremuködésével képzodo peptidek a TAP
  szállítófehérje segítségével kerülnek be az ER
  üregébe.
• A saját és az antigén eredetu peptidek egymáshoz
  viszonyított arányuk és a peptidköto helybe való
  kötodési képességüktol függo mennyiségben
  jelennek meg a sejtfelszínen.

31

• 115old. 6.13

32
Az antigén prezentáció exogén, endoszomális útja

• MHC II membránfehérjék polimorf a- és ß-láncai az
  ER-ban szintetizálódnak. A láncok megfelelo
  párosodását az ER-ban képzodo invariáns lánc (Ii)
  biztosítja, amely olyan chaperonként muködik, ami
  a peptidköto helyet az itt eloforduló peptidek
  számára nem hozzáférheto konformációban tartja.
• Az Ii harmadik funkciója, hogy az aß-láncból álló
  dimereket az endolizoszóma rendszer speciális
  vezikulumaiba irányítja, ahol az Ii lehasad. Az
  Ii végso hasítási terméke a CLIP mindaddig kötve
  marad, míg azt valamilyen erosebben kötodo peptid
  le nem szorítja.

33

• Ábra 117old 614

34
MHC-fehérjék sejtfelszíni megjelenésének gátlása
vírussal fertozött vagy tumoros sejtekben

• A hibás muködésu, gyorsan osztódó rákos vagy
  vírussal fertozött sejtek egyik leghatékonyabb
  rejtozködési lehetosége a citotoxikus T-sejtek
  által való felismerés és lízis elol az MHC I
  típusú fehérjék korlátozott vagy teljesen gátolt
  sejtfelszíni kifejezése.
• Többféle tumorsejt, így melenoma esetében is
  igazolták, hogy elsosorban az áttétek képzésére
  hajlamos sejteken nem mutatható ki a I osztályba
  tartozó MHC-molekulák. Ennek hátterében a
  ß2-mikroglobulin vagy az a-láncot kódoló gén
  valamilyen hibája áll.

35

• A génátírás, a transzláció, a fehérjeszintézis
  szintjén történo változás is okozhatja a
  ß2-mikroglobulin vagy az alánc nem megfelelo
  szintézisét. A szállítási folyamatok gátlása, a
  TAP1/2 gének hibás muködése az MHC I molekulák
  sejtfelszínre kerülését akadályozza meg, és az
  MHCI sejten belüli halmozódását idézi elo. Ez
  gátolja a tumorspecifikus Tc-sejtek felismero és
  effektor muködését

36
Az MHC és betegségek

• Az MHC-gének teljes hiányával járó betegségek az
  emberi populációba nincsenek, ami arra utal, hogy
  a gének által kódolt fehérjéknek feltételezhetoen
  olyan fontos szerepük van, hogy teljes hiányuk
  végzetes a magzat fejlodésére.
• De mégis eloforduló betegség az ún. csupasz
  limfocita szindróma (BLS). E kórkép jellemzoje,
  hogy a betegek semmilyen sejtjén nem lehet
  kimutatni felszíni MHC II molekulákat és a
  megfelelo mRNS sincs jelen.

37

• Köszönjük a figyelmet!!