Protutijela
From Wikipedia, the free encyclopedia
Protutijela (Ab), također poznata kao imunoglobulini (Ig),[1] veliki su proteini u obliku slova Y koji se proizvode uglavnom u plazma stanicama koje imunološki sustav koristi za neutralizaciju patogena kao što su patogene bakterije i virusi. Antitijelo prepoznaje jedinstvenu molekulu patogena, zvanu antigen, preko Fab varijabilne regije.[2][3] Svaki vrh "Y" protutijela sadrži paratop (analogan bravi) koji je specifičan za jedan određeni epitop (slično, analogan ključu) na antigenu, čime se ove dvije strukture precizno vežu zajedno. Pomoću ovog mehanizma vezanja, antitijelo može obilježiti mikrob ili zaraženu stanicu za napad drugih dijelova imunološkog sustava ili ga može izravno neutralizirati (na primjer, inhibirajući dio mikroba koji je neophodan za njegovu invaziju i preživljavanje ). Ovisno o antigenu, vezanje može ometati biološki proces koji uzrokuje bolest ili može aktivirati makrofage kako bi uništio stranu supstancu. Sposobnost antitijela da komunicira s drugim komponentama imunološkog sustava posredovana je putem svoje Fc regije (nalazi se u bazi "Y") koja sadrži konzerviranu glikozilacijsku lokaciju uključenu u te interakcije.[4] Proizvodnja protutijela glavna je funkcija humoralnog imunološkog sustava .[5]
Antitijela se izlučuju iz B-stanica adaptivnog imunološkog sustava, uglavnom iz diferenciranih B stanice nazvanih plazma stanice. Protutijela se mogu pojaviti u dva fizička oblika, topljivog oblika koji se izlučuje iz stanice da bude slobodan u krvnoj plazmi i membranski vezanom obliku koji je vezan na površinu B stanice i naziva se B-stanični receptor (BCR). BCR se nalazi samo na površini B stanica i olakšava aktivaciju tih stanica i njihovu naknadnu diferencijaciju u tvornice antitijela nazvane plazma stanice ili B stanice memorije koje će preživjeti u tijelu i sjetiti se tog istog antigena tako da B stanice mogu odgovoriti brže od buduće izloženosti.[6] U većini slučajeva, interakcija B stanice s pomoćnom T stanicom je neophodna za proizvodnju pune aktivacije B stanice i, prema tome, stvaranju antitijela nakon vezanja antigena.[7] Topljiva antitijela se oslobađaju u tekućine krvi i tkiva, kao i mnoge sekrecije koje nastavljaju istraživati za mogućom invazijom mikroorganizama.
Protutijela su glikoproteini koji pripadaju superobitelji imunoglobulina.[4] Oni čine većinu frakcije gama globulina krvnih proteina. Obično su načinjeni od osnovnih strukturnih jedinica - svaki s dva velika teška lanca i dva manja laka lanca. Postoji nekoliko različitih tipova teških lanaca protutijela koji definiraju pet različitih tipova kristalizirajućih fragmenata (Fc) koji se mogu vezati na fragmente koji vežu antigen. Pet različitih vrsta Fc regija omogućuju grupiranje antitijela u pet isotipova. Svaka Fc regija određenog izotipa antitijela može se vezati za svoj specifični Fc receptor (osim za IgD, koji je u suštini BCR), čime kompleks antigenskih antitijela može posredovati različite uloge ovisno o tome koji FcR se veže. Sposobnost antitijela da se veže na njegov odgovarajući FcR dalje se modulira strukturom glikana koji su prisutni na konzerviranim mjestima unutar njegove Fc regije.[4] Sposobnost antitijela da se vežu na FcRs pomaže usmjeriti odgovarajući imuni odgovor za svaku različitu vrstu stranog objekta s kojim se susreću.[8] Na primjer, IgE je odgovoran za alergijski odgovor koji se sastoji od degranulacije mastocita i otpuštanja histamina. IgE-ov Fab paratop veže se na alergijski antigen, na primjer čestice grinja kućne prašine, dok se njegova Fc regija veže na Fc receptor ε. Interakcija alergen-IgE-FcRε posreduje alergijski prijenos signala kako bi se inducirala stanja kao što je astma.[9]
Iako je opća struktura svih protutijela vrlo slična, mala regija na vrhu proteina iznimno je promjenjiva, što omogućuje milijunima protutijela s različitim tip strukturama ili mjestima za vezanje antigena. Ova regija je poznata kao hipervarijabilna regija. Svaka od ovih varijanti može se vezati na drugi antigen.[2] Ova ogromna raznolikost paratopa protutijela na fragmentima koji vežu antigen omogućuje imunološkom sustavu da prepozna jednako širok raspon antigena. Velika i raznolika populacija paratoma protutijela generira se slučajnim rekombinacijskim događajima skupine segmenata gena koji kodiraju različita mjesta vezanja antigena (ili paratopi ), praćena slučajnim mutacijama na ovom području gena protutijela, koje stvaraju daljnje raznolikost.[10][8] Ovaj rekombiniracijski proces koji proizvodi raznovrsnost paratopa klonalnih antitijela naziva se rekombinacija V (D) J ili VJ. U osnovi, paratop protutijela je poligensko, sastavljeno od tri gena, V, D i J. Svaki paratopni lokus je također polimorfan, tako da tijekom proizvodnje antitijela odabire se jedan alel od V, jedan od D i jedan od J. Ovi segmenti gena zatim se sjedinjuju pomoću nasumične genetske rekombinacije kako bi se proizveo paratop. Regije u kojima se nasumično rekombiniraju geni su hiper-varijabilna regija koja se koristi za prepoznavanje različitih antigena na klonalnoj osnovi.
Geni za antitijela također se ponovno organiziraju u procesu koji se naziva prevođenje klase koji mijenja jednu vrstu teškog lanca fragmenta Fc u drugu, stvarajući drugačiji izotip protutijela koji zadržava varijabilnu regiju specifičnu za antigen. To omogućava da se jedno antitijelo koristi za različite tipove Fc receptora, izraženih na različitim dijelovima imunološkog sustava.