Lernziele
- Beschreiben ein Antikörpermolekül.
- Zeichnen Sie die“ Strichmännchen “ – Struktur von IgG, die den Fab-Teil (variabler Bereich) und den Fc-Teil (konstanter Bereich) angibt.
- Geben Sie die Funktionen des Fab und der Fc-Anteile eines Antikörpers an.
- Geben Sie an, was mit der biologischen Aktivität eines Antikörpers gemeint ist.
- Vergleichen Sie die Struktur von IgM und sekretorischem IgA mit der von IgG.
In diesem Abschnitt werden wir uns mit der Struktur von Antikörpern., Es gibt fünf Klassen oder Isotypen menschlicher Antikörper:
- Immunglobulin G (IgG),
- Immunglobulin M (IgM),
- Immunglobulin A (IgA),
- Immunglobulin D (IgD) und
- Immunglobulin E (IgE).
Die einfachsten Antikörper wie IgG, IgD und IgE sind „Y“-förmige Makromoleküle, die als Monomere bezeichnet werden. Ein Monomer besteht aus vier Glykoproteinketten: zwei identischen schweren Ketten und zwei identischen leichten Ketten. Die beiden schweren Ketten haben ein hohes Molekulargewicht, das mit der Klasse des Antikörpers variiert., Die leichten Ketten kommen in zwei Sorten: Kappa oder Lambda und haben ein niedrigeres Molekulargewicht als die schweren Ketten. Die vier Glykoproteinketten sind durch Disulfid (S-S)-Bindungen und nicht kovalente Bindungen miteinander verbunden (Abbildung \(\pageIndex{1}\)).
Zusätzliche S-S-Bindungen falten die einzelnen Glykoproteinketten in eine Reihe unterschiedlicher globulärer Domänen (Abbildung \(\pageIndex{2}\)). Der Bereich, in dem die Oberseite des „Y“ mit der Unterseite verbunden ist, wird Scharnier genannt. Dieser Bereich ist flexibel, um es dem Antikörper zu ermöglichen, an Paare von Epitopen verschiedene Abstände auf einem Antigen zu binden.
Die beiden Spitzen des“ Y “ -Monomers werden als Antigen-bindende Fragmente oder Fab-Anteile des Antikörpers bezeichnet (Abbildungen 1-3)., Die ersten 110 Aminosäuren oder die erste Domäne der schweren und leichten Kette der Fab-Region des Antikörpers liefern Spezifität für die Bindung eines Epitops an ein Antigen. Die Aminosäuresequenz dieser ersten Domäne sowohl der leichten als auch der schweren Kette zeigt eine enorme Variation von Antikörper zu Antikörper und bildet den variablen Bereich (V-Bereich)., Dies liegt daran, dass jeder B-Lymphozyt zu Beginn seiner Entwicklung genetisch durch eine Reihe von Gen-Spleißreaktionen programmiert wird, um eine Fab mit einer einzigartigen 3-dimensionalen Form zu erzeugen, die in der Lage ist, ein Epitop mit einer entsprechenden Form anzupassen.
Abbildung \(\PageIndex{3}\): Band Zeichnung der Antikörper Molekül-IgG2a, Ein Band Zeichnung des ersten intakten Antikörper Molekül je kristallisiert (IgG2a). Der Fab-Teil des Antikörpers weist eine Spezifität für die Bindung eines Epitops eines Antigens auf. Der Fc-Anteil leitet die biologische Aktivität des Antikörpers.,
Die verschiedenen Gene, die die Zelle zusammenspleißt, bestimmen die Reihenfolge der Aminosäuren des Fab-Teils sowohl der leichten als auch der schweren Kette; Die Aminosäuresequenz bestimmt die endgültige dreidimensionale Form (Abbildung \(\pageIndex{4}\))). Daher haben verschiedene Antikörpermoleküle, die von verschiedenen B-Lymphozyten produziert werden, unterschiedliche Anordnungen von Aminosäuren an den Spitzen des Fab, um ihnen einzigartige Formen für die Bindung von Epitopen zu geben. Die Antigenbindungsstelle ist groß genug, um ein Epitop von etwa 5-7 Aminosäuren oder 3-4 Zuckerresten zu halten., Epitope binden an den Fab-Teil des Antikörpers durch reversible, nicht-kovalente Bindungen.
Der untere Teil des“ Y“, der C-Endbereich jeder Glykoproteinkette, wird als Fc-Teil bezeichnet., Der Fc-Anteil sowie eine Domäne der schweren und leichten Kette der Fab-Region weist eine konstante Aminosäuresequenz auf und wird als konstante Region (C-Region) des Antikörpers bezeichnet und definiert die Klasse und Unterklasse jedes Antikörpers. Der Fc-Anteil ist für die biologische Aktivität des Antikörpers verantwortlich (Abbildungen 1-3), der Fc-Anteil wird jedoch erst dann biologisch aktiv, wenn die Fab-Komponente an ihr entsprechendes Antigen gebunden ist., Abhängig von der Klasse und Unterklasse von Antikörpern umfassen biologische Aktivitäten des Fc-Anteils von Antikörpern die Fähigkeit zu:
Einzelne „Y“ – förmige Antikörpermoleküle sind genannt Monomere und kann an zwei identische Epitope binden. Antikörper der Klassen IgG, IgD und IgE sind Monomere.
Zwei Klassen von Antikörpern, sind komplexer., IgM (siehe Abbildung \(\pageIndex{10}\)) ist ein Pentamer, der aus 5 „Y“-ähnlichen Molekülen besteht, die an ihren Fc-Abschnitten durch eine „J“ – oder Verbindungskette verbunden sind. Sekretorisches IgA (siehe Abbildung \(\pageIndex{11}\)) ist ein Dimer, das aus 2 „Y“-ähnlichen Molekülen besteht, die an ihren Fc-Abschnitten durch eine „J“ – Kette verbunden und stabilisiert sind, um der enzymatischen Verdauung in Körpersekreten mittels einer sekretorischen Komponente zu widerstehen.
Zusammenfassung
- Es gibt 5 Klassen oder Isotypen menschlicher Antikörper oder Immunglobuline: IgG, IgM, IgA, IgD und IgE.,
- Die einfachsten Antikörper, wie IgG, IgD und IgE, sind “ Y “ – förmige Makromoleküle, die Monomere genannt werden, und bestehen aus vier Glykoproteinketten: zwei identischen schweren Ketten und zwei identischen leichten Ketten.
- Die beiden Spitzen des “ Y “ -Monomers werden als Antigen-bindende Fragmente oder Fab-Portionen des Antikörpers bezeichnet und diese Portionen liefern Spezifität für die Bindung eines Epitops an ein Antigen.,
- Zu Beginn seiner Entwicklung wird jeder B-Lymphozyt genetisch durch eine Reihe von Gen-Spleißreaktionen programmiert, um eine Fab mit einer einzigartigen 3-dimensionalen Form zu erzeugen, die in der Lage ist, ein Epitop mit einer entsprechenden Form anzupassen.
- Der Fc-Anteil wird erst dann biologisch aktiv, wenn die Fab-Komponente an das entsprechende Antigen gebunden ist. Biologische Aktivitäten umfassen die Aktivierung der Komplementwege und die Bindung an Rezeptoren auf Phagozyten und anderen Abwehrzellen, um die adaptive Immunität zu fördern.
- IgM ist ein Pentamer, der aus 5 Monomeren besteht, die an ihren Fc-Portionen verbunden sind.,
- IgA ist ein Dimer, bestehend aus 2 Monomeren, die an ihren Fc-Portionen verbunden sind.
Fragen
Studieren Sie das Material in diesem Abschnitt und schreiben Sie dann die Antworten auf diese Fragen auf. Klicken Sie nicht nur auf die Antworten und schreiben Sie sie aus. Dies wird Ihr Verständnis dieses Tutorials nicht testen.
- Beschreiben Sie ein Antikörpermolekül. (ans)
- Stimmen Sie mit Folgendem überein:
_____ Der Bereich des Antikörpers, der Spezifität für die Bindung eines Epitops an ein Antigen bietet., (ans)
_____ Der Bereich des Antikörpers, der für die biologische Aktivität des Antikörpers verantwortlich ist. (ans)
_____ Bestehend aus vier Glykoprotein-Ketten. Es gibt zwei identische schwere Ketten mit einem hohen Molekulargewicht und zwei identische leichte Ketten. (ans)
_____ Ein Pentamer, bestehend aus 5 „Y“-ähnlichen Molekülen, die an ihren Fc-Abschnitten durch eine „J“ – oder Verbindungskette verbunden sind. (ans)
_____ Ein Dimer, bestehend aus 2 „Y“-ähnlichen Molekülen, die an ihren Fc-Abschnitten durch eine „J“ – Kette verbunden und stabilisiert sind, um der enzymatischen Verdauung zu widerstehen., (ans)
- IgM
- sekretorischen IgA
- IgG
- Fab
- Fc
- Multiple-Choice – (ans)
Mitwirkende und Aufgaben
-
Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE OF BALTIMORE COUNTY, CATONSVILLE CAMPUS)