Ellenanyag
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Az ellenanyagok olyan fehérjemolekulák, amelyeket az immunrendszer termel annak érdekében, hogy felismerje és semlegesítse a szervezetbe került idegen anyagokat, mint pl. a baktériumokat vagy vírusokat. Minden egyes ellenanyag egy idegen molekula egyedi részét (antigén) ismeri fel és kötődik hozzá. Az ellenanyagok az immunrendszer humorális immunválasza során keletkeznek.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Definíció
Az immunglobulinok olyan glikoproteinek az immunglobulin szupercsaládban, amelyek ellenanyagként funkcionálnak. Az ellenanyag és immunglobulin elnevezéseket gyakran egymás helyettesítésére használják. Előfordulnak a vérben és a szöveti folyadékban, csakúgy mint számos váladékban. Szerkezetüket tekintve globulinok (a fehérje elektroforézis γ-régiójában találhatók). Az ellenanyagokat az immunrendszer B sejtjeiből származó plazmasejtek termelik és választják ki. A folyamat során a B sejtek a nekik megfelelő antigént megkötik, aktiválódnak és plazmasejtté differenciálódnak. Az aktiválódáshoz rendszerint a T helper sejtek támogatása is szükséges.
[szerkesztés] Az ellenanyag szerkezete
Az immunglobulinok nagy molekulaméretű plazmafehérjék, melyekhez gyakran cukorláncok kapcsolódnak (lásd glikoziláció) az N-terminális (mindegyik ellenanyag) és elvétve az O-terminális (IgA1 és IgD) aminosav-maradványokhoz.
Az ellenanyagok alapváza egy monomer, de az ellenanyag lehetnek monomer, dimer, trimer, tetramer, pentamer, stb. A monomer egy "Y"-alakú molekula, amely két egyforma nehézláncból és két egyforma könnyű láncból áll. Az egyes láncokat egymással diszulfid-híd köti össze.
Emlősök esetén a nehézláncnak öt típusa van: γ, δ, α, μ és ε. Ezek az immunglobulinok osztályát határozzak meg. Az α és γ nehézláncok kb. 450 aminosavból, míg a μ és ε kb. 550 aminosavból állnak. Minden nehézláncnak egy konstans régiója van, amelyik azonos az adott osztálybe tartozó immunglobulinok esetén, és egy variábilis régiója, amely eltérő az egyes B sejtek immunglobulinja esetén, de azonos az adott B sejt által termelt immunglobulinok vonatkozásában. A γ, α és δ nehézláncok konstans régiója három doménből és egy kapocs régióból (hinge) áll; a μ és ε nehézlánca 4 doménből áll. A variábilis domént - minden nehézlánc esetén - egy domén alkotja. Ezek a domének kb. 110 aminosav hosszúak.
A könnyűláncok csupán két típusát ismerjük: λ és κ. Emberben ezek hasonlóak egymáshoz, de minden egyes immunglobulinban csak egyikük fordul elő. Minden könnyűlánc két doménből áll, egy konstans és egy variábilis domén alkotja. A könnyűláncok hozzávetőlegesen 211-217 aminosavból állnak.
Az "Y"-alakú monomer két nehéz- és két könnyű láncból áll. Ez összesen hat-nyolc konstans domént és négy variábilis domént jelent. Az "Y" ágainak végeit Fab fragmensnek hívják, ami a nehéz- és a könnyű-lánc egy-egy variábilis és konstans doménjéből áll és együttesen alkotja az antigén kötő helyet a monomer N-terminális végén. A két variábilis domén a nekik megfelelő antigént köti.
A papain (enzim) a monomert két Fab (fragment antigen binding) fragmensre és egy Fc (fragment crystallizable) fragmensre hasítja. Egy mésik enzim, a pepszin a kapocsrégió alatt hasítja a molekulát, így egy F(ab)2 fragmens és egy Fc fragmens keletkezik.
Összefoglalva, a szervezetben található immunglobulinok az antigének rendkívül széles körét tudják megkötni. Ezt a diverzitás az ún. szomatikus rekombináció hozza létre. Ebben a folyamatban bizonyos gének (variábilis (V), diversitás (D) és kapcsoló (joining; J) a nehézlánc, ill. csak V és J gének a könnyűlánc esetén ) szinte végtelen kombináció révén kapcsolódnak. Ezzel a folyamattal a V, D, és J régiók kapcsolódása a variábilis régiót diverzitását biztosítja, ami magyarázza, hogyan generál immunglobulint a B sejt szinte végtelen számú eltérő antigénnel szemben.
Az Fc fragmens, ami az "Y" alapját adja, két nehézláncból áll, és két, ill. három doménből áll (attól függően, hogy milyen izotípusról van szó). Az Fc rész a különböző sejtek receptoraihoz és a komplement proteinekhez kapcsolódik. A kapcsolódás következtében az ellenanyag különböző hatásokat vált ki, mint pl. opszonizáció, sejtlízis, degranuláció (hízósejt, basofil- és eozinofil-granulociták) és egyéb folyamatokat.
A nehéz- és könnyű-lánc variábilis régióját mesterségesen egymáshoz lehet kapcsolni és így meg lehet alkotni az ún. egyláncú variábilis fragmenst (single chain variable fragment; scFv), amely az eredeti immunglobulin antigénkötő képességét mutatja.
Az immunglobulin koncentráció megközelítő mennyiségi meghatározását a fehérje elektoforézissel végzik. Ezzel a módszerrel a vérplazma fehérjéket albuminra, alfa-globulinokra (1 és 2), béta-globulinokra (1 és 2) valamint gamma-globulinokra választják szét, töltésüknek és méretüknek megfelelően. Az immunglobulinok a gamma régióban vannak. Mieloma és néhány más betegség esetén egy adott immunglobulin rendkívül nagy koncentrációban van jelen, ami egy monoklonális csíkot ad.
[szerkesztés] Izotípusok
Az immunglobulinokat a nehézlánc konstans doménjai alapján öt osztályba, vagy izotípusba sorolhatjuk: IgG, IgA, IgM, IgD, and IgE. (A könnyű láncnak is vannak izotípusai – lambda és kappa –, de ezek nem módosítják az immunglobulinok osztályba sorolását, ezért gyakran figyelmen kívül hagyják őket.) Az immunsejtek egy része ezekkel az immunglobulinokkal annak alapján tud kapcsolódni, hogy milyen, az IgG, IgA, IgM, IgD, és IgE konstans részéhez kapcsolódó receptort fejez ki a sejt felszínén.
Egy B limfocita által termelt ellenanyagok a nehézlánc vonatkozásában különbözhetnek egymástól, illetve előfordul, hogy ugyanakkor több osztályba tartozó immunglobulint is termel a sejt. Mindazonáltal ezek az immunglobulinok megegyeznek az antigénkötő képességük szempontjából, amit a variábilis régió kódol. Ahhoz, hogy az óriási számú különböző specificitás megjelenjen a szervezetben és védje azt a számtalan idegen anyaggal szemben, szervezetünk sok millió, egymástól eltérő B limfocitát állít elő. Fontos tisztázni, hogy amennyiben egy olyan rendszer biztosítaná ezt a sokszínűséget, amelyben minden egyes eltérő variábilis szakaszt egy önálló gén kódolna, akkor a teljes genom sem lenne elég erre a célra. Ezzel szemben, amint azt Susumu Tonegawa 1976-ban kimutatta, a B limfocák genomjának egyes részeiben olyan szerkezeti változások (gén-rekombinációs folyamatok) zajlanak le, amelyek az immunglobulinok változékonyságát biztosítják. Tonegawa ezért a felfedezéséért orvosi Nobel-díjat kapott 1987-ben.
[szerkesztés] IgM
Az IgM olyan polimer szerkezetű molekula, amelyben több monomer immunglobulin kovalens kötéssel, diszulfid-híd révén kapcsolódik egymással, általában pentamert, ritkán hexamert képezve. A polimer szerkezet miatt a molekula igen nagy méretű, molekulatömege eléri a 900 kD-t (pentamer forma). A pentamerhez a legtöbb esetben egy ún. J lánc is kapcsolódik, míg a hexamerben térszerkezeti okok miatt J lánc nem található. Tekintettel arra, hogy minden egyes monomer két antigén képes megkötni, egy pentamer IgM molekula elméletileg 10 antigén megkötésére képes, bár a valóságban ez az állapot az antigének térbeli gátlása miatt nem következik be. Nagy mérete miatt nehezen kerül ki a véráramból, és ezért a szövetközi térben kis koncentrációban van jelen. Az IgM elsődlegesen a vérszérumban található, bár a hozzá kapcsolódó J lánc miatt a nyálkahártyák felületére is szekretálódik. Polimer szerkezete miatt nagy aviditással köti az antigéneket, és ugyancsak hatékony a komplement rendszer aktiválásában is. Az őssejtek genomjában az IgM nehézlánc konstans régióját kódoló génszakasz (μ) közvetlenül a variabilisért felelős gének után helyeződik el, és ezért a B limfociták érése során bekövetkező rekombinációs mechanizmusok eredményeképpen az IgM lesz az első immunglobulin, amelyet a sejt kifejez.
[szerkesztés] IgD
Az IgD a legkisebb mennyiségben termelődő immunglobulin. Az érett, de még antigénnel nem találkozott (naiv) B limfociták sejtmembránjában a fehérjék 1%-át alkotja (és az IgM-el együttesen fejeződik ki), ill. a szérumban is igen kis mennyiségben van jelen. Az IgD szerkezetileg monomer immunglobulin, és a δ nehézlánc alkotja. Szerepe egyelőre nem ismert, sőt azok a kísérleti egerek, amelyek nem termelik ezt az immunglobulint teljesen egészséges immunrendszerrel rendelkeznek.
[szerkesztés] IgG
Az IgG egy olyan monomer immunglobulin, amely két nehéz- és két könnyű-láncból áll. Minden molekula két antigént képes megkötni. Ez a legnagyobb mennyiségben előforduló immunglobulin, amely mintegy felerészben a vérben, illetve a szövetek közti folyadékban található. Az immunglobulinok közül csak ez az izotípus képes a méhlepényen (placentán) keresztül a magzatba jutni. Ez a folyamat - amit anyai immunitásnak is nevezzünk - biztosítja, hogy az élet első néhány hetében az immunológiai értelemben is éretlen újszülött legyőzze a környezetében jelenlévő kórokozókat. (Az első heteket követően a csecsemő saját maga termeli az ellenanyag-molekulákat, amelyekkel képes a saját szervezetének védelmére.) Az IgG számos patogénhez kapcsolódik, így vírusokat, baktériumokat és gombákat köt, és velük szemben megvédi a szervezetet egyrészt a komplement rendszer aktiválásával (klasszikus út), másrészt a kórokozók opszonizációját (fagocitózis) és toxinjaik semlegesítését okozza. Emberben 4 alosztálya található: IgG1 (66%), IgG2 (23%), IgG3 (7%) and IgG4 (4%). -az IgG1, IgG3 és IgG4 könnyen keresztüljut a placentán. -az IgG3 a leghatékonyabb komplement-aktiváló, ezt követi ebből a szempontból az IgG1 és IgG2. Az IgG4 nem aktiválja a komplement rendszert. - az IgG1 és az IgG3 erősen kötődik a fagocita sejtek Fc receptorához. Az IgG4 kötési képessége (affinitás) közepes, míg az IgG2 affinitása rendkívül alacsony.
[szerkesztés] IgA
Az IgA a vér immunglobulinjainak 15-20%-át képviseli, bár alapvetően a különböző nyálkahártyák (légzőrendszer, gyomor- és bélcsatorna, nemi utak) felszínére szekretálódik. Szintén előfordul az anyatejben, könnyben és a nyálban. Ez az immunglobulin azokkal a patogénekkel szemben fejti ki védő tevékenységét, amelyek a testfelszínre jutnak, lenyelésre vagy belégzésre kerülnek. Az IgA nem aktiválja a komplement rendszert és csak kismértékben opszonizál (fagocitózis elősegítése). A vérben keringő IgA jelentős része monomer, de dimer szerkezet is található belőle. A nehézláncot az α génszakasz kódolja a genomban. Ember esetén két alosztálya fordul elő, az IgA1 (90%) és az IgA2 (10%) amelyek a konstans régió összetételében különböznek. Az IgA1 a többi immunglobulinhoz hasonlít, míg az IgA2 molekulában a nehéz- és könnyű-láncok nem a kovalens diszulfid-hiddal, hanem nem-kovalens kötésekkel kapcsolódnak. Bár az IgA2 szérumban alacsonyabb mennyiségben van jelen, a szekrétumokban dominál.
A szekrétumokban található IgA dimerként van jelen. A két monomer IgA molekula mellett további két peptidlánc is megtalálható benne: ezek egyike a J lánc ("join"; kapcsoló), amely a két monomer IgA-t összeköti. A másik peptidláncot szekretoros komponensnek hívják, melyet a nyálkahártya epitél sejtje termel és akkor kapcsolódik a dimer IgA-ra, amikor az egy sajátos mechanizmus révén a sejten keresztül a nyálkahártya felszínére kerül. Számos esetben nemcsak dimer, de trimer és tetramer IgA-t is ki lehet mutatni.
[szerkesztés] IgE
Az IgE egy olyan monomer immunglobulin molekula, amelynek nehézláncát az ε génszakasz kódolja. Jelentős mértékben glikozilálódik, molekulamérete: 190 kD. Az IgE molekula olyan erősen kötődik a basofil granulociták és a szöveti hízósejtek felszínén lévő receptorokhoz, hogy a termelődését követően szinte csak ott lehet kimutatni, a vérbeli koncentrációja rendkívül alacsony. Az IgE alapvető szereppel bír az azonnali túlérzékenységi reakcióban és a paraziták (férgek) elleni immunitásban. Nem aktiválja a komplement rendszert, hőre érzékeny.
[szerkesztés] Funkciók
[szerkesztés] Terápiás alkalmazások
[szerkesztés] Külső hivatkozások
Based on work by