Grundeinheit von Immunglobulin - schwere Kette und leichte Kette
Grundeinheit des Immunglobulins - Schwere Kette und leichte Kette!
Immunglobulin ist ein bilateral symmetrisches Molekül, das aus vier Polypeptidketten besteht (Abbildung 9.2).
Zwei Polypeptidketten werden als schwere Ketten und die anderen beiden Ketten als leichte Ketten bezeichnet.
Schwere Ketten und leichte Ketten:
Die zwei größeren Polypeptidketten werden als schwere (H) Ketten bezeichnet und die beiden kleineren Ketten werden als leichte (L) Ketten bezeichnet. Die zwei schweren Ketten in einem Immunglobulinmolekül sind identisch. In ähnlicher Weise sind die zwei leichten Ketten in einem Immunglobulin identisch. Diese vier Polypeptidketten werden durch nicht kovalente Kräfte und kovalente Disulfidbrücken zwischen den Ketten zusammengehalten.
Abb. 9.2A und B: Vierketten-Grundstruktur von Immunglobulin.
(A) Schematisches Diagramm der 4-Ketten-Grundstruktur, (B) Schematisches Diagramm der schweren Ketten und leichten Ketten in Immunglobulin. Die Aminosäuren falten sich zu Domänen. Jede Domäne besteht aus etwa 110 Aminosäuren und einer Intrachain-Disulfidbindung
Jedes Polypeptid der schweren und leichten Kette wird in globuläre Regionen, so genannte Domänen, gefaltet. Jede Domäne kann 100 bis 110 Aminosäuren und eine einzelne Disulfidbindung innerhalb einer Kette aufweisen. Die schwere Kette hat 4 oder 5 Domänen, wohingegen die leichte Kette 2 Domänen hat.
Konstante und variable Region von Immunglobulin:
Zwischen verschiedenen Immunglobulinmolekülen variieren die Aminosäuresequenzen in der N-terminalen Domäne stark, und daher wird die N-terminale Domäne als variable Region bezeichnet, abgekürzt mit V H oder V L (V H -variable Region in der schweren Kette; VL-variable Region) in leichter Kette). Andererseits sind die Aminosäuresequenzen in den verbleibenden Domänen relativ konstant und werden daher als konstante Region bezeichnet, abgekürzt CH oder CL (CH-konstante Region der schweren Kette; CL-konstante Region der leichten Kette).
Die leichte Kette eines Immunglobulins hat eine konstante und eine variable Region. Die schwere Kette hat eine variable Region (V H ) und 3 oder 4 konstante Regionen ( CH 1, CH 2, CH 3, CH 4), beginnend mit der Domäne neben V H.
Das Immunglobulin hat bei schematischer Betrachtung eine "Y" -förmige Gesamtkonfiguration. Die schweren und leichten Ketten sind parallel ausgerichtet. Eine VH- Domäne liegt direkt neben einer VL- Domäne und dieses Paar ( VH und VL ) bildet zusammen eine einzelne Antigenbindungsstelle. Das andere V- und V L -Domänenpaar bildet eine andere Antigenbindungsstelle.
Somit hat ein Immunglobulin zwei Antigenbindungsstellen. Daher wird gesagt, dass Immunglobulin bezüglich der Antigenbindung zweiwertig ist. Darüber hinaus sind die beiden Antigenbindungsstellen in einem Immunglobulin in Bezug auf ihre Antigenspezifität identisch (dh beide Antigenbindungsstellen eines Immunglobulinmoleküls binden an ähnliche Antigene).
Die Antigenbindungsstelle von Immunglobulin liegt in der variablen Region. Die Bindung des Immunglobulins an das Antigen ist das primäre Ereignis, das zur endgültigen Entfernung des Antigens führt.
Immunglobulin verbindet sich nur mit dem Antigen, das seine Produktion ausgelöst hat, und verbindet sich nicht mit anderen Antigenen. Dies wird als Antigenspezifität von Immunglobulin bezeichnet. Die Antigen-Spezifität eines Immunglobulins wird durch kombinierte Sequenzen seiner Antigen-Bindungsstellen in V H- und V L- Domänen bestimmt.
Die Variationen der Aminosäuresequenzen in der variablen Region ermöglichen es dem Wirt, verschiedene Immunglobuline mit unterschiedlichen Antigenen zu kombinieren. Daher kann sich der Wirt gegen verschiedene Antigene schützen, die in den Körper gelangen.
Scharnierregion:
Die Scharnierregion ist ein kurzes Segment, das zwischen C H 1 - und C H 2 -Domänen liegt. Die Scharnierregion besteht hauptsächlich aus Cystein und Prolin. Zwischen den schweren Ketten Disulfidbindungen werden zwischen den Cysteinresten der beiden schweren Ketten gebildet. Diese Region ist anfälliger für einen enzymatischen Angriff. Die Aminosäurekette in der Gelenkregion hat eine lockere Sekundärstruktur, die es den zwei Armen (die die Antigenbindungsstellen enthalten) des Immunglobulins relativ zueinander relativ frei bewegen können.
J Kette:
Die vierkettige Grundeinheit von Immunglobulin wird als Monomer bezeichnet. Wenn ein Immunglobulin mehr als eine Grundeinheit hat, wird es als Polymer bezeichnet (Abb. 9.3) (Dimer = zwei Grundeinheiten; Pentamer = fünf Grundeinheiten).
ich. Die Oberflächen-Immunglobuline auf B-Zellen sind immer monomerer Natur.
ii. Die ausgeschiedenen Immunglobuline in Körperflüssigkeiten der Klasse IgG, IgD und IgE sind ebenfalls Monomere.
iii. IgM und IgA in Körperflüssigkeiten liegen im Allgemeinen als Polymere der vierkettigen Grundeinheit vor.
Es wird angenommen, dass die als J-Kette (MW 15.000) bezeichnete zusätzliche Polypeptidkette die Polymerisation von IgA und IgM unterstützt.
Hypervariable Region von Immunglobulin:
Die N-terminalen Domänen der schweren (V H ) Immunglobulinkette und der leichten (V L ) -Kette werden als variable Regionen bezeichnet. Die Domäne der variablen Region besteht aus etwa 110 Aminosäuresequenzen. Obwohl es sich um eine variable Region handelt, sind die Aminosäuresequenzen in der Domäne nicht variabel. Die extreme Variabilität von Sequenzen tritt nur in bestimmten Bereichen auf, die als hypervariable Regionen oder Komplementaritätsbestimmende Regionen (CDRs) bezeichnet werden. Jede variable Region hat drei CDRs (CDR1, CDR2 und CDR3) und die CDR ist etwa 9-12 Aminosäuren lang. Die CDRs in hypervariablen Regionen sind durch relativ invariante Sequenzen, die als Gerüstregionen (15 bis 30 Aminosäuren lang) bezeichnet werden, getrennt (Abbildung 9.4).
Abb. 9.3A bis C: Schematische Darstellung von Immunglobulinmonomer, -dimer und -pentamer.
(A) Zwei identische schwere Ketten und zwei identische leichte Ketten bilden zusammen die als Monomer bekannte Grundeinheit des Immunglobulins. (B) Ein Immunglobulinmolekül, das aus zwei Grundeinheiten (oder zwei Monomeren) besteht, die durch eine J-Kette miteinander verbunden sind, wird Dimer genannt. und (C) ein Immunglobulinmolekül, das aus fünf Grundeinheiten (oder fünf Monomeren) besteht, wird Pentamer genannt
Die Antigenbindung umfasst hauptsächlich die Aminosäuren in der hypervariablen Region. Daher bestimmen die Sequenzen in den hypervariablen Regionen hauptsächlich die Antigen-Spezifität. Eine einzelne Antigenbindungsstelle wird durch die Opposition von sechs hypervariablen variablen Schleifen gebildet (dh drei aus der V H- Kette und weitere drei aus der V L- Kette).
Abb. 9.4A und B: Schematische Darstellung einer hypervariablen Region.
(A) Die N-terminale Domäne der schweren und leichten Kette des Immunglobulins wird als variable Region bezeichnet. Jede variable Region der schweren und leichten Kette besteht aus 110 Aminosäuren. Die gesamten Aminosäuresequenzen in der variablen Region sind nicht variabel. Die extreme Variabilität von Sequenzen tritt nur bei bestimmten kurzen Abschnitten von Sequenzen auf, die als hypervariable Regionen oder Komplementaritätsbestimmungsregionen (CDRs) bezeichnet werden. (B) In jeder Kette gibt es drei CDRs (CDR1, CDR2 und CDR3). Jede CDR ist etwa 9-12 Aminosäuren lang. Die CDRs sind voneinander durch relativ invariante Sequenzabschnitte getrennt, die als Rahmenregionen bezeichnet werden. Jede Gerüstregion besteht aus etwa 15 bis 30 Aminosäuren.
Disulfidbrücken:
Disulfidbrücken in Ig-Molekülen sind erforderlich, um die Assoziation von vier Polypepfidketten aufrechtzuerhalten.
ich. H- und L-Ketten in einem Ig werden durch Disulfidbindung zwischen den Ketten zusammengehalten.
ii. Interketten-Disulfidbindungen halten die beiden H-Ketten in einem Immunglobulin zusammen. Die Anzahl der Disulfidbindungen zwischen den beiden H-Ketten variiert in den verschiedenen Immunglobulinklassen (z. B. hat menschliches IgGl zwei Brücken und IgG3 fünfzehn Brücken).
iii. In jeder Kette des Immunglobulins gibt es auch eine Anzahl von Disulfidbrücken. Diese Disulfidbrücken innerhalb der Kette werden Intrachainbrücken genannt.
