stringtranslate.com

Антитело

Каждое антитело связывается с определенным антигеном в ходе высокоспецифического взаимодействия, аналогичного замку и ключу.

Антитело ( Ab ) или иммуноглобулин ( Ig ) представляет собой большой белок в форме буквы Y , принадлежащий к суперсемейству иммуноглобулинов , который используется иммунной системой для идентификации и нейтрализации антигенов, таких как бактерии и вирусы , включая те, которые вызывают заболевания. Антитела могут распознавать практически любой размер антигена с различным химическим составом из молекул. [1] Каждое антитело распознает один или несколько специфических антигенов . [2] [3] Антиген буквально означает «генератор антител», поскольку именно присутствие антигена управляет образованием антиген-специфического антитела. Каждый кончик «Y» антитела содержит паратоп , который специфически связывается с одним конкретным эпитопом на антигене, позволяя двум молекулам связываться друг с другом с точностью. Используя этот механизм, антитела могут эффективно «помечать» микроб или инфицированную клетку для атаки другими частями иммунной системы или могут нейтрализовать их напрямую (например, блокируя часть вируса, которая необходима для его вторжения).

В более узком смысле, антитело ( Ab ) может относиться к свободной (секретируемой) форме этих белков, в отличие от связанной с мембраной формы, обнаруженной в рецепторе В-клеток . Термин иммуноглобулин может тогда относиться к обеим формам. Поскольку они, в общем и целом, являются одним и тем же белком, эти термины часто рассматриваются как синонимы. [4]

Чтобы иммунная система могла распознавать миллионы различных антигенов, антигенсвязывающие участки на обоих концах антитела имеют одинаково большое разнообразие. Остальная часть структуры антитела гораздо менее изменчива; у людей антитела встречаются в пяти классах , иногда называемых изотипами : IgA , IgD , IgE , IgG и IgM . Человеческие антитела IgG и IgA также делятся на дискретные подклассы (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4; IgA1 и IgA2). Класс относится к функциям, запускаемым антителом (также известным как эффекторные функции), в дополнение к некоторым другим структурным особенностям. Антитела из разных классов также различаются по тому, где они высвобождаются в организме и на какой стадии иммунного ответа. Между видами, хотя классы и подклассы антител могут быть общими (по крайней мере, по названию), их функции и распределение по всему организму могут быть разными. Например, мышиный IgG1 по своей функции ближе к человеческому IgG2, чем к человеческому IgG1.

Термин гуморальный иммунитет часто рассматривается как синоним ответа антител, описывающий функцию иммунной системы, которая существует в жидкостях организма в форме растворимых белков, в отличие от клеточного иммунитета , который обычно описывает реакции Т-клеток (особенно цитотоксических Т-клеток). В целом, антитела считаются частью адаптивной иммунной системы , хотя эта классификация может быть сложной. Например, естественный IgM, [5] , который вырабатывается клетками линии B-1, имеющими свойства, более похожие на врожденные иммунные клетки, чем адаптивные, относится к антителам IgM, вырабатываемым независимо от иммунного ответа, которые демонстрируют полиреактивность — они распознают несколько различных (несвязанных) антигенов. Они могут работать с системой комплемента на самых ранних фазах иммунного ответа, чтобы помочь облегчить клиренс повреждающего антигена и доставку полученных иммунных комплексов в лимфатические узлы или селезенку для инициирования иммунного ответа. Следовательно, в этом качестве функция антител больше похожа на функцию врожденного иммунитета, чем адаптивного. Тем не менее, в целом антитела рассматриваются как часть адаптивной иммунной системы, поскольку они демонстрируют исключительную специфичность (за некоторыми исключениями), вырабатываются посредством генетических перестроек (а не кодируются непосредственно в зародышевой линии ) и являются проявлением иммунологической памяти.

В ходе иммунного ответа В-клетки могут постепенно дифференцироваться в клетки, секретирующие антитела, или в В-клетки памяти. [6] Клетки, секретирующие антитела, включают плазмобласты и плазматические клетки , которые различаются в основном по степени секреции антител, продолжительности жизни, метаболическим адаптациям и поверхностным маркерам. [7] Плазмобласты — это быстро пролиферирующие, короткоживущие клетки, вырабатываемые на ранних фазах иммунного ответа (классически описываемые как возникающие вне фолликулярно, а не из зародышевого центра ), которые имеют потенциал для дальнейшей дифференциации в плазматические клетки. [8] Литература порой неряшлива и часто описывает плазмобласты просто как короткоживущие плазматические клетки — формально это неверно. Плазменные клетки, напротив, не делятся (они окончательно дифференцированы ) и полагаются на ниши выживания, включающие определенные типы клеток и цитокины, чтобы сохраняться. [9] Плазматические клетки будут секретировать огромные количества антител независимо от того, присутствует ли их родственный антиген, гарантируя, что уровни антител к рассматриваемому антигену не упадут до 0, при условии, что плазматическая клетка останется живой. Однако скорость секреции антител может регулироваться, например, присутствием адъювантных молекул, которые стимулируют иммунный ответ, таких как лиганды TLR . [10] Долгоживущие плазматические клетки могут жить потенциально в течение всей жизни организма. [11] Классически ниши выживания, в которых размещаются долгоживущие плазматические клетки, находятся в костном мозге, [12] хотя нельзя предположить, что любая данная плазматическая клетка в костном мозге будет долгоживущей. Однако другие работы показывают, что ниши выживания могут легко устанавливаться в слизистых тканях, хотя классы вовлеченных антител показывают иную иерархию, чем в костном мозге. [13] [14] В-клетки также могут дифференцироваться в В-клетки памяти, которые могут сохраняться в течение десятилетий, подобно долгоживущим плазматическим клеткам. Эти клетки могут быстро активироваться во вторичном иммунном ответе, подвергаясь переключению класса, созреванию аффинности и дифференциации в клетки, секретирующие антитела.

Антитела играют центральную роль в иммунной защите, вызываемой большинством вакцин и инфекций (хотя другие компоненты иммунной системы, безусловно, участвуют и для некоторых заболеваний значительно важнее антител в формировании иммунного ответа, например, опоясывающего лишая ). [15] Длительная защита от инфекций, вызываемых данным микробом, то есть способность микроба проникать в организм и начинать размножаться (не обязательно вызывать заболевание), зависит от постоянной выработки большого количества антител, что означает, что эффективные вакцины в идеале вызывают постоянные высокие уровни антител, которые зависят от долгоживущих плазматических клеток. В то же время многие микробы, имеющие медицинское значение, обладают способностью мутировать, чтобы избежать антител, вызываемых предыдущими инфекциями, а долгоживущие плазматические клетки не могут подвергаться созреванию сродства или переключению класса. Это компенсируется за счет В-клеток памяти: новые варианты микроба, которые все еще сохраняют структурные особенности ранее встреченных антигенов, могут вызывать ответы В-клеток памяти, которые адаптируются к этим изменениям. Было высказано предположение, что долгоживущие плазматические клетки секретируют рецепторы В-клеток с более высоким сродством, чем те, что находятся на поверхности В-клеток памяти, но результаты по этому вопросу не совсем однозначны. [16]

Структура

Схематическая структура антитела: две тяжелые цепи (синяя, желтая) и две легкие цепи (зеленая, розовая). Место связывания антигена обведено кружком.
Более точное изображение антитела (3D-структура в RCSB PDB). Гликаны в области Fc показаны черным цветом.

Антитела представляют собой тяжелые (~150 кДа ) белки размером около 10 нм [17] , расположенные в трех глобулярных областях, которые примерно образуют Y-образную форму.

У людей и большинства других млекопитающих антитело состоит из четырех полипептидных цепей : двух идентичных тяжелых цепей и двух идентичных легких цепей, соединенных дисульфидными связями . [18] Каждая цепь представляет собой ряд доменов : несколько похожих последовательностей, каждая из которых состоит примерно из 110 аминокислот . Эти домены обычно представляются на упрощенных схемах в виде прямоугольников. Легкие цепи состоят из одного вариабельного домена V L и одного константного домена C L , тогда как тяжелые цепи содержат один вариабельный домен V H и от трех до четырех константных доменов CH 1 , CH 2 , ... [19]

Структурно антитело также разделено на два антигенсвязывающих фрагмента (Fab), каждый из которых содержит один домен V L , V H , CL и CH 1 , а также кристаллизующийся фрагмент (Fc), образующий ствол Y-образной формы. [20] Между ними находится шарнирная область тяжелых цепей, гибкость которой позволяет антителам связываться с парами эпитопов на различных расстояниях, образовывать комплексы ( димеры , тримеры и т. д.) и легче связывать эффекторные молекулы. [21]

В электрофорезном тесте белков крови антитела в основном мигрируют в последнюю фракцию гамма-глобулина . Наоборот, большинство гамма-глобулинов являются антителами, поэтому эти два термина исторически использовались как синонимы, как и символы Ig и γ . Этот вариант терминологии вышел из употребления из-за неточного соответствия и путаницы с тяжелыми цепями γ (гамма) , которые характеризуют класс антител IgG . [22] [23]

Антигенсвязывающий сайт

Вариабельные домены также можно назвать областью F V. Это подобласть Fab, которая связывается с антигеном. Более конкретно, каждый вариабельный домен содержит три гипервариабельных области – аминокислоты, которые там находятся, больше всего различаются от антитела к антителу. Когда белок сворачивается, эти области дают начало трем петлям β-нитей , локализованным рядом друг с другом на поверхности антитела. Эти петли называются областями, определяющими комплементарность (CDR), поскольку их форма дополняет форму антигена. Три CDR из каждой тяжелой и легкой цепей вместе образуют сайт связывания антитела, форма которого может быть любой: от кармана, с которым связывается меньший антиген, до большей поверхности и выступа, который выступает в канавку в антигене. Однако, как правило, только несколько остатков вносят вклад в большую часть энергии связывания. [2]

Существование двух идентичных участков связывания антител позволяет молекулам антител прочно связываться с многовалентным антигеном (повторяющимися участками, такими как полисахариды в стенках бактериальных клеток или другими участками, расположенными на некотором расстоянии друг от друга), а также образовывать комплексы антител и более крупные комплексы антиген-антитело . [2]

Структуры CDR были сгруппированы и классифицированы Chothia et al. [24] и совсем недавно North et al. [25] и Nikoloudis et al. [26] Однако описание сайта связывания антитела с использованием только одной статической структуры ограничивает понимание и характеристику функции и свойств антитела. Чтобы улучшить прогнозирование структуры антитела и принять во внимание сильно коррелированные движения петли CDR и интерфейса, паратопы антител следует описывать как взаимопревращающиеся состояния в растворе с различными вероятностями. [27]

В рамках теории иммунной сети CDR также называются идиотипами. Согласно теории иммунной сети, адаптивная иммунная система регулируется взаимодействиями между идиотипами. [ необходима цитата ]

ФК регион

Fc -область (ствол Y-образной формы) состоит из константных доменов тяжелых цепей. Ее роль заключается в модулировании активности иммунных клеток: это место, где связываются эффекторные молекулы, вызывая различные эффекты после того, как Fab-область антитела связывается с антигеном. [2] [21] Эффекторные клетки (такие как макрофаги или естественные клетки-киллеры ) связываются через свои Fc-рецепторы (FcR) с Fc-областью антитела, в то время как система комплемента активируется путем связывания белкового комплекса C1q . IgG или IgM могут связываться с C1q, но IgA не может, поэтому IgA не активирует классический путь комплемента . [28]

Другая роль Fc-области заключается в избирательном распределении различных классов антител по всему телу. В частности, неонатальный Fc-рецептор (FcRn) связывается с Fc-областью антител IgG для транспортировки их через плаценту от матери к плоду. В дополнение к этому, связывание с FcRn наделяет IgG исключительно длительным периодом полураспада по сравнению с другими белками плазмы, составляющим 3-4 недели. IgG3 в большинстве случаев (в зависимости от аллотипа) имеет мутации в месте связывания FcRn, которые снижают сродство к FcRn, которые, как полагают, эволюционировали, чтобы ограничить сильно воспалительные эффекты этого подкласса. [29]

Антитела являются гликопротеинами , [30] то есть они имеют углеводы (гликаны), добавленные к консервативным аминокислотным остаткам. [30] [31] Эти консервативные сайты гликозилирования находятся в области Fc и влияют на взаимодействия с эффекторными молекулами. [30] [32]

Структура белка

N -конец каждой цепи расположен на кончике. Каждый домен иммуноглобулина имеет схожую структуру, характерную для всех членов суперсемейства иммуноглобулинов : он состоит из 7 (для константных доменов) и 9 (для вариабельных доменов) β-нитей , образующих два бета-слоя в греческом ключевом мотиве . Слои создают форму «сэндвича», иммуноглобулиновую складку , удерживаемую вместе дисульфидной связью. [ необходима цитата ]

Комплексы антител

Некоторые антитела образуют комплексы , которые связываются с несколькими молекулами антигена.

Секретируемые антитела могут встречаться в виде одной Y-образной единицы, мономера . Однако некоторые классы антител также образуют димеры с двумя единицами Ig (как IgA), тетрамеры с четырьмя единицами Ig (например, IgM костистых рыб ) или пентамеры с пятью единицами Ig (например, IgW акулы или IgM млекопитающих, которые иногда также образуют гексамеры с шестью единицами). [33] IgG также может образовывать гексамеры, хотя для этого не требуется J-цепь. [34] Также сообщалось о тетрамерах и пентамерах IgA. [35]

Антитела также образуют комплексы, связываясь с антигеном: это называется комплексом антиген-антитело или иммунным комплексом . Небольшие антигены могут сшивать два антитела, что также приводит к образованию димеров, тримеров, тетрамеров антител и т. д. Многовалентные антигены (например, клетки с несколькими эпитопами) могут образовывать более крупные комплексы с антителами. Крайним примером является слипание или агглютинация эритроцитов с антителами при типировании крови для определения групп крови : большие сгустки становятся нерастворимыми, что приводит к визуально заметному преципитату . [36] [37] [38]

Рецепторы В-клеток

Мембранно-связанная форма антитела может быть названа поверхностным иммуноглобулином (sIg) или мембранным иммуноглобулином (mIg). Он является частью рецептора В-клеток (BCR), который позволяет В-клеткам обнаруживать присутствие в организме определенного антигена и запускает активацию В-клеток. [39] BCR состоит из поверхностно-связанных антител IgD или IgM и связанных с ними гетеродимеров Ig-α и Ig-β , которые способны к передаче сигнала . [40] Типичная человеческая В-клетка будет иметь от 50 000 до 100 000 антител, связанных с ее поверхностью. [40] После связывания антигена они группируются в большие участки, которые могут превышать 1 микрометр в диаметре, на липидных плотах, которые изолируют BCR от большинства других сигнальных рецепторов клеток. [40] Эти участки могут повышать эффективность клеточного иммунного ответа . [41] У людей поверхность клеток вокруг рецепторов В-клеток голая на протяжении нескольких сотен нанометров, [40] что дополнительно изолирует BCR от конкурирующих влияний.

Классы

Антитела могут быть разных видов, известных как изотипы или классы . У людей существует пять классов антител, известных как IgA, IgD, IgE, IgG и IgM, которые далее подразделяются на подклассы, такие как IgA1, IgA2. Префикс «Ig» обозначает иммуноглобулин , в то время как суффикс обозначает тип тяжелой цепи, содержащейся в антителе: типы тяжелой цепи α (альфа), γ (гамма), δ (дельта), ε (эпсилон), μ (мю) дают начало IgA, IgG, IgD, IgE, IgM соответственно. Отличительные особенности каждого класса определяются частью тяжелой цепи в пределах шарнира и Fc-области. [2]

Классы различаются по своим биологическим свойствам, функциональному расположению и способности справляться с различными антигенами, как показано в таблице. [18] Например, антитела IgE отвечают за аллергическую реакцию, состоящую из высвобождения гистамина из тучных клеток , часто являющегося единственным фактором астмы (хотя существуют и другие пути, как и симптомы, очень похожие на астму, но технически не являющиеся таковыми). Вариабельная область антитела связывается с аллергическим антигеном, например, частицами клеща домашней пыли , в то время как его Fc-область (в тяжелых цепях ε) связывается с Fc-рецептором ε на тучной клетке, вызывая ее дегрануляцию : высвобождение молекул, хранящихся в ее гранулах. [42]

Изотип антитела В-клетки изменяется в процессе развития и активации клетки. Незрелые В-клетки, которые никогда не подвергались воздействию антигена, экспрессируют только изотип IgM в форме, связанной с клеточной поверхностью. В-лимфоцит в этой готовой к ответу форме известен как « наивный В-лимфоцит ». Наивный В-лимфоцит экспрессирует как поверхностный IgM, так и IgD. Совместная экспрессия обоих этих изотипов иммуноглобулинов делает В-клетку готовой к ответу на антиген. [47] Активация В-клетки следует за взаимодействием связанной с клеткой молекулы антитела с антигеном, заставляя клетку делиться и дифференцироваться в продуцирующую антитела клетку, называемую плазматической клеткой . В этой активированной форме В-клетка начинает вырабатывать антитело в секретируемой форме, а не в мембраносвязанной форме. Некоторые дочерние клетки активированных В-клеток подвергаются переключению изотипа — механизму, который приводит к изменению выработки антител с IgM или IgD на другие изотипы антител, IgE, IgA или IgG, которые играют определенную роль в иммунной системе. [ необходима цитата ]

Типы легких цепей

У млекопитающих существует два типа легких цепей иммуноглобулинов , которые называются лямбда (λ) и каппа (κ). Однако между ними нет известных функциональных различий, и оба могут встречаться с любым из пяти основных типов тяжелых цепей. [2] Каждое антитело содержит две идентичные легкие цепи: обе κ или обе λ. Соотношения типов κ и λ различаются в зависимости от вида и могут использоваться для обнаружения аномальной пролиферации клонов В-клеток. Другие типы легких цепей, такие как цепь йота (ι), встречаются у других позвоночных, таких как акулы ( Chondrichthyes ) и костные рыбы ( Teleostei ). [ необходима цитата ]

У животных, не относящихся к млекопитающим

У большинства плацентарных млекопитающих структура антител в целом одинакова. Челюстные рыбы , по-видимому, являются наиболее примитивными животными, способными вырабатывать антитела, подобные антителам млекопитающих, хотя многие черты их адаптивного иммунитета появились несколько раньше. [48]

Хрящевые рыбы (например, акулы) производят антитела, состоящие только из тяжелой цепи (т.е. без легких цепей), которые, кроме того, имеют более длинные пентамеры цепи (с пятью постоянными единицами на молекулу). Верблюдовые (например, верблюды, ламы, альпаки) также известны тем, что производят антитела, состоящие только из тяжелой цепи. [2] [49]

Взаимодействие антитела с антигеном

Паратоп антитела взаимодействует с эпитопом антигена. Антиген обычно содержит различные эпитопы вдоль своей поверхности, расположенные прерывисто, и доминирующие эпитопы на данном антигене называются детерминантами. [ необходима цитата ]

Антитело и антиген взаимодействуют посредством пространственной комплементарности (замок и ключ). Молекулярные силы, участвующие во взаимодействии Fab-эпитопа, слабы и неспецифичны — например, электростатические силы , водородные связи , гидрофобные взаимодействия и силы Ван-дер-Ваальса . Это означает, что связывание между антителом и антигеном обратимо, а сродство антитела к антигену относительное, а не абсолютное. Относительно слабое связывание также означает, что антитело может перекрестно реагировать с различными антигенами с различным относительным сродством. [ необходима цитата ]

Функция

  1. Антитела (А) и патогены (Б) свободно перемещаются в крови.
  2. Антитела связываются с патогенами и могут делать это в различных формах, таких как:
    1. опсонизация,
    2. нейтрализация и
    3. агглютинация.
  3. Фагоцит (С) приближается к патогену, и Fc-область (D) антитела связывается с одним из Fc-рецепторов (E) фагоцита.
  4. Фагоцитоз происходит при попадании возбудителя в организм.

Основные категории действия антител включают следующее: [ необходима цитата ]

Более косвенно антитело может подавать сигнал иммунным клеткам, чтобы они представили фрагменты антител Т-клеткам или подавили другие иммунные клетки, чтобы избежать аутоиммунитета . [ необходима цитата ]

Активированные В-клетки дифференцируются либо в клетки, продуцирующие антитела, называемые плазматическими клетками , которые секретируют растворимые антитела, либо в клетки памяти , которые выживают в организме в течение многих лет, чтобы позволить иммунной системе запомнить антиген и быстрее реагировать при будущих воздействиях. [53]

На пренатальном и неонатальном этапах жизни наличие антител обеспечивается пассивной иммунизацией от матери. Раннее эндогенное производство антител различается для разных видов антител и обычно появляется в течение первых лет жизни. Поскольку антитела свободно существуют в кровотоке, их называют частью гуморальной иммунной системы . Циркулирующие антитела вырабатываются клональными В-клетками, которые специфически реагируют только на один антиген (примером является фрагмент белка капсида вируса ). Антитела способствуют иммунитету тремя способами: они предотвращают проникновение патогенов или повреждение клеток, связываясь с ними; они стимулируют удаление патогенов макрофагами и другими клетками, покрывая патоген; и они запускают разрушение патогенов, стимулируя другие иммунные реакции , такие как путь комплемента . [54] Антитела также запускают дегрануляцию вазоактивных аминов, чтобы способствовать иммунитету против определенных типов антигенов (гельминтов, аллергенов).

Секретируемый млекопитающий IgM имеет пять единиц Ig. Каждая единица Ig (обозначенная 1) имеет два эпитоп-связывающих Fab-региона , поэтому IgM способен связывать до 10 эпитопов.

Активация комплемента

Антитела, которые связываются с поверхностными антигенами (например, на бактериях), привлекают первый компонент каскада комплемента с их Fc-областью и инициируют активацию «классической» системы комплемента. [54] Это приводит к уничтожению бактерий двумя способами. [46] Во-первых, связывание антитела и молекул комплемента помечает микроб для поглощения фагоцитами в процессе, называемом опсонизацией ; эти фагоциты привлекаются определенными молекулами комплемента, образующимися в каскаде комплемента. Во-вторых, некоторые компоненты системы комплемента образуют комплекс атаки мембраны , чтобы помочь антителам убить бактерию напрямую (бактериолизис). [55]

Активация эффекторных клеток

Для борьбы с патогенами, которые размножаются вне клеток, антитела связываются с патогенами, чтобы связать их вместе, заставляя их агглютинироваться . Поскольку антитело имеет по крайней мере два паратопа, оно может связывать более одного антигена, связывая идентичные эпитопы, находящиеся на поверхности этих антигенов. Покрывая патоген, антитела стимулируют эффекторные функции против патогена в клетках, которые распознают их Fc-область. [46]

Те клетки, которые распознают покрытые патогены, имеют Fc-рецепторы, которые, как следует из названия, взаимодействуют с Fc-областью антител IgA, IgG и IgE. Взаимодействие определенного антитела с Fc-рецептором на определенной клетке запускает эффекторную функцию этой клетки; фагоциты будут фагоцитировать , тучные клетки и нейтрофилы будут дегранулироваться , естественные клетки-киллеры будут выделять цитокины и цитотоксические молекулы; что в конечном итоге приведет к уничтожению вторгшегося микроба. Активация естественных клеток-киллеров антителами инициирует цитотоксический механизм, известный как антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность (ADCC) — этот процесс может объяснить эффективность моноклональных антител, используемых в биологической терапии против рака . Fc-рецепторы являются изотип-специфичными, что обеспечивает большую гибкость иммунной системы, вызывая только соответствующие иммунные механизмы для отдельных патогенов. [2]

Естественные антитела

Люди и высшие приматы также вырабатывают «естественные антитела», которые присутствуют в сыворотке до вирусной инфекции. Естественные антитела были определены как антитела, которые вырабатываются без какой-либо предыдущей инфекции, вакцинации , другого воздействия чужеродного антигена или пассивной иммунизации . Эти антитела могут активировать классический путь комплемента, приводящий к лизису частиц вируса в оболочке задолго до активации адаптивного иммунного ответа. Многие естественные антитела направлены против дисахарида галактозы α(1,3)-галактозы (α-Gal), который находится в качестве терминального сахара на гликозилированных белках клеточной поверхности и вырабатывается в ответ на выработку этого сахара бактериями, содержащимися в кишечнике человека. [56] Считается, что отторжение ксенотрансплантированных органов частично является результатом того, что естественные антитела, циркулирующие в сыворотке реципиента, связываются с антигенами α-Gal, экспрессируемыми на донорской ткани. [57]

Разнообразие иммуноглобулинов

Практически все микробы могут вызывать реакцию антител. Успешное распознавание и искоренение многих различных типов микробов требует разнообразия среди антител; их аминокислотный состав варьируется, что позволяет им взаимодействовать со многими различными антигенами. [58] Было подсчитано, что люди вырабатывают около 10 миллиардов различных антител, каждое из которых способно связывать определенный эпитоп антигена. [59] Хотя у одного человека вырабатывается огромный репертуар различных антител, количество генов, доступных для создания этих белков, ограничено размером человеческого генома. Развилось несколько сложных генетических механизмов, которые позволяют позвоночным В-клеткам вырабатывать разнообразный пул антител из относительно небольшого числа генов антител. [60]

Изменчивость домена

Участки тяжелой цепи, определяющие комплементарность, показаны красным цветом ( PDB : 1IGT )

Хромосомная область, кодирующая антитело, большая и содержит несколько отдельных генных локусов для каждого домена антитела — область хромосомы, содержащая гены тяжелой цепи ( IGH@ ), находится на хромосоме 14 , а локусы, содержащие гены легкой цепи лямбда и каппа ( IGL@ и IGK@ ), находятся на хромосомах 22 и 2 у человека. Один из этих доменов называется вариабельным доменом, который присутствует в каждой тяжелой и легкой цепи каждого антитела, но может отличаться в разных антителах, полученных из разных В-клеток. Различия между вариабельными доменами расположены в трех петлях, известных как гипервариабельные области (HV-1, HV-2 и HV-3) или области, определяющие комплементарность (CDR1, CDR2 и CDR3). CDR поддерживаются внутри вариабельных доменов консервативными каркасными областями. Локус тяжелой цепи содержит около 65 различных генов вариабельных доменов, которые все отличаются по своим CDR. Объединение этих генов с массивом генов для других доменов антитела генерирует большую кавалерию антител с высокой степенью изменчивости. Эта комбинация называется рекомбинацией V(D)J, обсуждаемой ниже. [61]

Рекомбинация V(D)J

Упрощенный обзор рекомбинации V(D)J тяжелых цепей иммуноглобулина

Соматическая рекомбинация иммуноглобулинов, также известная как рекомбинация V(D)J , включает в себя создание уникальной вариабельной области иммуноглобулина. Вариабельная область каждой тяжелой или легкой цепи иммуноглобулина кодируется несколькими частями, известными как сегменты генов (субгены). Эти сегменты называются вариабельными (V), разнообразными (D) и соединяющими (J) сегментами. [60] Сегменты V, D и J встречаются в тяжелых цепях Ig , но только сегменты V и J встречаются в легких цепях Ig . Существует несколько копий сегментов генов V, D и J, которые тандемно расположены в геномах млекопитающих . В костном мозге каждая развивающаяся В - клетка будет собирать вариабельную область иммуноглобулина, случайным образом выбирая и объединяя один сегмент гена V, один сегмент D и один сегмент гена J (или один сегмент V и один сегмент J в легкой цепи). Поскольку существует несколько копий каждого типа сегмента гена, и для генерации каждой вариабельной области иммуноглобулина могут использоваться различные комбинации сегментов гена, этот процесс генерирует огромное количество антител, каждое из которых имеет различные паратопы и, следовательно, различную антигенную специфичность. [62] Перестройка нескольких субгенов (например, семейства V2) для иммуноглобулина легкой цепи лямбда сопряжена с активацией микроРНК miR-650, которая дополнительно влияет на биологию В-клеток. [ необходима цитата ]

Белки RAG играют важную роль в рекомбинации V(D)J при разрезании ДНК в определенном регионе. [62] Без присутствия этих белков рекомбинация V(D)J не происходила бы. [62]

После того, как В-клетка производит функциональный ген иммуноглобулина во время рекомбинации V(D)J, она не может экспрессировать никакую другую вариабельную область (процесс, известный как аллельное исключение ), поэтому каждая В-клетка может производить антитела, содержащие только один вид вариабельной цепи. [2] [63]

Соматическая гипермутация и созревание сродства

После активации антигеном В-клетки начинают быстро размножаться . В этих быстро делящихся клетках гены, кодирующие вариабельные домены тяжелых и легких цепей, подвергаются высокой скорости точечной мутации в процессе, называемом соматической гипермутацией (СГМ). СГМ приводит к приблизительно одной замене нуклеотида на вариабельный ген на одно деление клетки. [64] Как следствие, любые дочерние В-клетки приобретут небольшие различия аминокислот в вариабельных доменах цепей своих антител. [ необходима цитата ]

Это служит для увеличения разнообразия пула антител и влияет на антигенсвязывающую аффинность антитела . [65] Некоторые точечные мутации приведут к выработке антител, которые имеют более слабое взаимодействие (низкое сродство) со своим антигеном, чем исходное антитело, а некоторые мутации будут генерировать антитела с более сильным взаимодействием (высокое сродство). [66] В-клетки, которые экспрессируют высокоаффинные антитела на своей поверхности, получат сильный сигнал выживания во время взаимодействия с другими клетками, тогда как те, у которых низкоаффинные антитела, не получат и умрут в результате апоптоза . [66] Таким образом, В-клетки, экспрессирующие антитела с более высоким сродством к антигену, вытеснят те, у которых более слабое сродство, за функцию и выживание, что позволит среднему сродству антител со временем увеличиться. Процесс генерации антител с повышенным сродством связывания называется созреванием сродства . Созревание сродства происходит в зрелых В-клетках после рекомбинации V(D)J и зависит от помощи со стороны вспомогательных Т-клеток . [67]

переключение классов

Механизм рекомбинации переключения класса, который позволяет переключать изотипы в активированных В-клетках

Переключение изотипа или класса — это биологический процесс , происходящий после активации В-клетки, который позволяет клетке вырабатывать различные классы антител (IgA, IgE или IgG). [62] Различные классы антител и, следовательно, эффекторные функции определяются константными (C) областями тяжелой цепи иммуноглобулина. Первоначально наивные В-клетки экспрессируют только IgM и IgD клеточной поверхности с идентичными антигенсвязывающими областями. Каждый изотип адаптирован для определенной функции; поэтому после активации для эффективного устранения антигена может потребоваться антитело с эффекторной функцией IgG, IgA или IgE. Переключение класса позволяет различным дочерним клеткам из одной и той же активированной В-клетки вырабатывать антитела различных изотипов. Во время переключения класса изменяется только константная область тяжелой цепи антитела; вариабельные области и, следовательно, антигенная специфичность остаются неизменными. Таким образом, потомство одной В-клетки может вырабатывать антитела, все специфичные для одного и того же антигена, но обладающие способностью вырабатывать эффекторную функцию, соответствующую каждому антигенному вызову. Переключение класса запускается цитокинами; генерируемый изотип зависит от того, какие цитокины присутствуют в среде В-клеток. [68]

Переключение классов происходит в локусе гена тяжелой цепи с помощью механизма, называемого рекомбинацией переключения классов (CSR). Этот механизм основан на консервативных нуклеотидных мотивах, называемых областями переключения (S) , которые находятся в ДНК выше каждого гена константной области (за исключением δ-цепи). Цепь ДНК разрывается под действием ряда ферментов в двух выбранных S-областях. [69] [70] Экзон вариабельного домена воссоединяется с помощью процесса, называемого негомологичным соединением концов (NHEJ), с желаемой константной областью (γ, α или ε). Этот процесс приводит к гену иммуноглобулина, который кодирует антитело другого изотипа. [71]

Специфические обозначения

Антитело можно назвать моноспецифическим , если оно имеет специфичность к одному антигену или эпитопу, [72] или биспецифическим, если оно имеет сродство к двум разным антигенам или двум разным эпитопам на одном и том же антигене. [73] Группа антител может быть названа поливалентной (или неспецифической ), если они имеют сродство к различным антигенам [74] или микроорганизмам. [74] Внутривенный иммуноглобулин , если не указано иное, состоит из множества различных IgG (поликлональных IgG). Напротив, моноклональные антитела являются идентичными антителами, вырабатываемыми одной В-клеткой. [ необходима цитата ]

Асимметричные антитела

Гетеродимерные антитела, которые также являются асимметричными антителами, обеспечивают большую гибкость и новые форматы для присоединения различных препаратов к плечам антител. Одним из общих форматов для гетеродимерного антитела является формат «выступы в отверстия». Этот формат специфичен для тяжелой части цепи константной области в антителах. Часть «выступы» создается путем замены небольшой аминокислоты на большую. Она помещается в «отверстие», которое создается путем замены большой аминокислоты на меньшую. То, что соединяет «выступы» с «отверстиями», — это дисульфидные связи между каждой цепью. Форма «выступы в отверстия» способствует антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности. Одноцепочечные вариабельные фрагменты ( scFv ) соединены с вариабельным доменом тяжелой и легкой цепи через короткий линкерный пептид. Линкер богат глицином, что придает ему большую гибкость, и серином/треонином, что придает ему специфичность. Два различных фрагмента scFv могут быть соединены вместе через шарнирную область с константным доменом тяжелой цепи или константным доменом легкой цепи. [75] Это придает антителу биспецифичность, позволяя связывать специфичности двух различных антигенов. [76] Формат «выступы в отверстия» усиливает образование гетеродимеров, но не подавляет образование гомодимеров. [ необходима цитата ]

Для дальнейшего улучшения функции гетеродимерных антител многие ученые ищут искусственные конструкции. Искусственные антитела в значительной степени представляют собой разнообразные белковые мотивы, которые используют функциональную стратегию молекулы антитела, но не ограничены структурными ограничениями петли и каркаса естественного антитела. [77] Возможность контролировать комбинационный дизайн последовательности и трехмерного пространства может превзойти естественный дизайн и позволить присоединение различных комбинаций лекарств к плечам. [ необходима цитата ]

Гетеродимерные антитела имеют больший диапазон форм, которые они могут принимать, и лекарства, которые прикрепляются к плечам, не обязательно должны быть одинаковыми на каждом плече, что позволяет использовать различные комбинации лекарств при лечении рака. Фармацевтические препараты способны производить высокофункциональные биспецифические и даже мультиспецифические антитела. Степень, в которой они могут функционировать, впечатляет, учитывая, что такое изменение формы от естественной формы должно приводить к снижению функциональности. [ необходима цитата ]

Межхромосомная транспозиция ДНК

Диверсификация антител обычно происходит посредством соматической гипермутации, переключения классов и созревания сродства, нацеленного на локусы генов BCR, но иногда были задокументированы более нетрадиционные формы диверсификации. [78] Например, в случае малярии, вызванной Plasmodium falciparum , некоторые антитела от инфицированных продемонстрировали вставку из хромосомы 19, содержащей 98-аминокислотный участок из лейкоцитарно-ассоциированного иммуноглобулин-подобного рецептора 1, LAIR1 , в локтевом суставе. Это представляет собой форму межхромосомной транспозиции. LAIR1 обычно связывает коллаген, но может распознавать повторяющиеся вкрапленные семейства полипептидов (RIFIN), члены семейства которых высоко экспрессируются на поверхности эритроцитов, инфицированных P. falciparum . Фактически, эти антитела претерпели созревание сродства, которое усилило сродство к RIFIN, но отменило сродство к коллагену. Эти антитела, содержащие LAIR1, были обнаружены у 5–10% доноров из Танзании и Мали, но не у европейских доноров. [79] Однако европейские доноры также показали 100–1000 нуклеотидных растяжений внутри локтевых суставов. Это явление может быть специфичным для малярии, поскольку известно, что инфекция вызывает геномную нестабильность. [80]

История

Термин «антитело» впервые был использован в тексте Пауля Эрлиха . Термин Antikörper (немецкое слово, обозначающее антитело ) появляется в заключении его статьи «Экспериментальные исследования иммунитета», опубликованной в октябре 1891 года, в которой говорится, что «если два вещества вызывают два различных Antikörper , то они сами должны быть разными». [81] Однако этот термин не был принят сразу, и было предложено несколько других терминов для обозначения антитела; среди них были Immunkörper , Amboceptor , Zwischenkörper , substance sensibilisatrice , copula , Desmon , philocytase , fixateur и Immunisin . [81] Слово антитело имеет формальную аналогию со словом антитоксин и схожую концепцию с Immunkörper ( иммунное тело на английском языке). [81] Таким образом, исходная конструкция слова содержит логическую ошибку; антитоксин – это нечто, направленное против токсина, в то время как антитело – это тело, направленное против чего-то. [81]

«Ангел Запада» (2008) Джулиана Восс-Андреа — скульптура, основанная на структуре антитела, опубликованной Э. Падланом. [82] Созданная для кампуса Исследовательского института Скриппса во Флориде , [83] антитело помещено в кольцо, отсылающее к Витрувианскому человеку Леонардо да Винчи, тем самым подчеркивая сходство антитела и человеческого тела. [84]

Изучение антител началось в 1890 году, когда Эмиль фон Беринг и Китасато Шибасабуро описали активность антител против токсинов дифтерии и столбняка . Фон Беринг и Китасато выдвинули теорию гуморального иммунитета , предположив, что медиатор в сыворотке может реагировать с чужеродным антигеном. [85] [86] Его идея побудила Пола Эрлиха предложить теорию боковой цепи для взаимодействия антител и антигенов в 1897 году, когда он выдвинул гипотезу, что рецепторы (описанные как «боковые цепи») на поверхности клеток могут специфически связываться с токсинами  — во взаимодействии «замок и ключ» — и что эта реакция связывания является пусковым механизмом для выработки антител. [87] Другие исследователи считали, что антитела свободно существуют в крови, и в 1904 году Альмрот Райт предположил, что растворимые антитела покрывают бактерии, чтобы пометить их для фагоцитоза и уничтожения; процесс, который он назвал опсонинизацией . [88]

Михаэль Хайдельбергер

В 1920-х годах Майкл Гейдельбергер и Освальд Эвери наблюдали, что антигены могут осаждаться антителами, и продолжили показывать, что антитела состоят из белка. [89] Биохимические свойства взаимодействий связывания антигена с антителом были более подробно изучены в конце 1930-х годов Джоном Марраком . [90] Следующее крупное достижение произошло в 1940-х годах, когда Лайнус Полинг подтвердил теорию «замка и ключа», предложенную Эрлихом , показав, что взаимодействия между антителами и антигенами зависят больше от их формы, чем от их химического состава. [91] В 1948 году Астрид Фагреус обнаружила, что В-клетки в форме плазматических клеток отвечают за выработку антител. [92]

Дальнейшая работа была сосредоточена на характеристике структур белков антител. Крупным достижением в этих структурных исследованиях стало открытие в начале 1960-х годов Джеральдом Эдельманом и Джозефом Галли легкой цепи антитела [93] и их понимание того, что этот белок является тем же самым, что и белок Бенса-Джонса, описанный в 1845 году Генри Бенсом Джонсом [94] . Эдельман продолжил открытие того, что антитела состоят из тяжелых и легких цепей, связанных дисульфидными связями . Примерно в то же время Родни Портер охарактеризовал области связывания антител (Fab) и хвоста антитела (Fc) IgG [95] . Вместе эти ученые вывели структуру и полную аминокислотную последовательность IgG, подвиг, за который они были совместно награждены Нобелевской премией по физиологии и медицине 1972 года [95] . Фрагмент Fv был подготовлен и охарактеризован Дэвидом Гиволом. [96] Хотя большинство этих ранних исследований были сосредоточены на IgM и IgG, в 1960-х годах были идентифицированы другие изотипы иммуноглобулинов: Томас Томаси открыл секреторное антитело ( IgA ); [97] Дэвид С. Роу и Джон Л. Фэйи открыли IgD; [98] а Кимишиге Ишизака и Теруко Ишизака открыли IgE и показали, что это класс антител, участвующих в аллергических реакциях. [99] В знаковой серии экспериментов, начавшихся в 1976 году, Сусуму Тонегава показал, что генетический материал может перестраиваться, образуя широкий спектр доступных антител. [100]

Медицинское применение

Диагностика заболеваний

Обнаружение определенных антител является очень распространенной формой медицинской диагностики , и такие приложения, как серология, зависят от этих методов. [101] Например, в биохимических анализах для диагностики заболеваний, [102] титр антител, направленных против вируса Эпштейна-Барр или болезни Лайма , оценивается по крови. Если эти антитела отсутствуют, либо человек не инфицирован, либо инфекция произошла очень давно, и В-клетки, генерирующие эти специфические антитела, естественным образом распались. [ необходима цитата ]

В клинической иммунологии уровни отдельных классов иммуноглобулинов измеряются с помощью нефелометрии (или турбидиметрии ) для характеристики профиля антител пациента. [103] Повышение уровня различных классов иммуноглобулинов иногда полезно для определения причины поражения печени у пациентов, у которых диагноз неясен. [4] Например, повышенный уровень IgA указывает на алкогольный цирроз , повышенный уровень IgM указывает на вирусный гепатит и первичный билиарный цирроз , в то время как уровень IgG повышается при вирусном гепатите, аутоиммунном гепатите и циррозе. [ необходима ссылка ]

Аутоиммунные расстройства часто можно проследить до антител, которые связывают собственные эпитопы организма ; многие из них можно обнаружить с помощью анализов крови . Антитела, направленные против поверхностных антигенов эритроцитов при иммуноопосредованной гемолитической анемии , обнаруживаются с помощью теста Кумбса . [104] Тест Кумбса также используется для скрининга антител при подготовке к переливанию крови , а также для скрининга антител у женщин в дородовой период . [104]

На практике для диагностики инфекционных заболеваний используют несколько иммунодиагностических методов, основанных на выявлении комплекса антиген-антитело, например , ИФА , иммунофлуоресценция , вестерн-блот , иммунодиффузия , иммуноэлектрофорез и магнитный иммуноферментный анализ . [105] Антитела, полученные против хорионического гонадотропина человека , используются в безрецептурных тестах на беременность. [ требуется ссылка ]

Новая химия диоксаборолана позволяет маркировать антитела радиоактивным фторидом ( 18F ), что позволяет проводить позитронно-эмиссионную томографию ( ПЭТ ) для визуализации рака . [106]

Терапия заболеваний

Терапия с использованием целевых моноклональных антител применяется для лечения таких заболеваний, как ревматоидный артрит , [107] рассеянный склероз , [108] псориаз , [109] и многих форм рака , включая неходжкинскую лимфому , [110] колоректальный рак , рак головы и шеи и рак молочной железы . [111]

Некоторые иммунодефициты, такие как Х-сцепленная агаммаглобулинемия и гипогаммаглобулинемия , приводят к частичному или полному отсутствию антител. [112] Эти заболевания часто лечатся путем индукции краткосрочной формы иммунитета , называемой пассивным иммунитетом . Пассивный иммунитет достигается путем передачи готовых антител в форме сыворотки человека или животного , объединенного иммуноглобулина или моноклональных антител пораженному человеку. [113]

Пренатальная терапия

Резус-фактор , также известный как антиген Rh D, представляет собой антиген, обнаруженный на эритроцитах ; у резус-положительных (Rh+) людей этот антиген есть на эритроцитах, а у резус-отрицательных (Rh–) его нет. Во время нормальных родов , родовой травмы или осложнений во время беременности кровь плода может попасть в организм матери. В случае несовместимости матери и ребенка с резус-фактором последующее смешивание крови может сенсибилизировать мать с резус-фактором к антигену Rh на эритроцитах ребенка с резус-фактором, что подвергает оставшуюся часть беременности и любые последующие беременности риску гемолитической болезни новорожденного . [114]

Антитела иммуноглобулина Rho(D) специфичны для человеческого антигена RhD. [115] Антитела анти-RhD вводятся как часть пренатальной схемы лечения для предотвращения сенсибилизации, которая может возникнуть, когда у резус-отрицательной матери есть резус-положительный плод. Лечение матери антителами анти-RhD до и сразу после травмы и родов уничтожает антиген Rh в системе матери от плода. Это происходит до того, как антиген может стимулировать материнские В-клетки «запомнить» антиген Rh, генерируя клетки памяти В. Поэтому ее гуморальная иммунная система не будет вырабатывать антитела анти-Rh и не будет атаковать антигены Rh текущего или последующих детей. Лечение иммуноглобулином Rho(D) предотвращает сенсибилизацию, которая может привести к заболеванию Rh , но не предотвращает и не лечит само основное заболевание. [115]

Исследовательские приложения

Иммунофлуоресцентное изображение эукариотического цитоскелета . Микротрубочки , показанные зеленым цветом, помечены антителом, конъюгированным с зеленой флуоресцирующей молекулой, FITC .

Специфические антитела производятся путем инъекции антигена млекопитающему , такому как мышь , крыса , кролик , коза , овца или лошадь , для получения большого количества антител. Кровь, выделенная из этих животных, содержит поликлональные антитела — множественные антитела, которые связываются с одним и тем же антигеном — в сыворотке , которую теперь можно назвать антисывороткой . Антигены также вводят цыплятам для получения поликлональных антител в яичном желтке . [116] Чтобы получить антитело, специфичное для одного эпитопа антигена, секретирующие антитела лимфоциты выделяют из животного и иммортлизуют путем слияния их с линией раковых клеток. Слитые клетки называются гибридомами и будут непрерывно расти и секретировать антитела в культуре. Отдельные клетки гибридомы выделяются путем клонирования с разбавлением для получения клонов клеток , которые все продуцируют одно и то же антитело; эти антитела называются моноклональными антителами . [117] Поликлональные и моноклональные антитела часто очищают с помощью хроматографии с белком A/G или антиген-аффинной хроматографии . [118]

В исследованиях очищенные антитела используются во многих приложениях. Антитела для исследовательских приложений можно найти напрямую у поставщиков антител или с помощью специализированной поисковой системы. Исследовательские антитела чаще всего используются для идентификации и определения местонахождения внутриклеточных и внеклеточных белков. Антитела используются в проточной цитометрии для дифференциации типов клеток по белкам, которые они экспрессируют; различные типы клеток экспрессируют различные комбинации кластеров молекул дифференциации на своей поверхности и производят различные внутриклеточные и секретируемые белки. [119] Они также используются в иммунопреципитации для разделения белков и всего, что с ними связано (коиммунопреципитация) от других молекул в клеточном лизате , [120] в вестерн-блот -анализах для идентификации белков, разделенных электрофорезом , [121] и в иммуногистохимии или иммунофлуоресценции для изучения экспрессии белков в срезах тканей или для определения местонахождения белков внутри клеток с помощью микроскопа . [ 119] [122] Белки также можно обнаружить и количественно определить с помощью антител, используя методы ELISA и ELISpot . [123] [124]

Антитела, используемые в исследованиях, являются одними из самых мощных, но и самых проблемных реагентов с огромным количеством факторов, которые необходимо контролировать в любом эксперименте, включая перекрестную реактивность или распознавание антителом нескольких эпитопов и сродство, которые могут сильно различаться в зависимости от экспериментальных условий, таких как pH, растворитель, состояние ткани и т. д. Было предпринято множество попыток улучшить как способ, которым исследователи проверяют антитела [125] [126] , так и способы, которыми они сообщают об антителах. Исследователи, использующие антитела в своей работе, должны правильно регистрировать их, чтобы их исследования были воспроизводимыми (и, следовательно, проверенными и квалифицированными другими исследователями). Менее половины исследовательских антител, упомянутых в научных работах, можно легко идентифицировать. [127] Статьи, опубликованные в F1000 в 2014 и 2015 годах, предоставляют исследователям руководство по отчетности об использовании исследовательских антител. [128] [129] Статья RRID опубликована совместно в 4 журналах, которые внедрили стандарт RRID для цитирования исследовательских ресурсов, который использует данные из antibodiesregistry.org как источника идентификаторов антител [130] (см. также группу в Force11 [131] ).

Регионы антител могут быть использованы для дальнейших биомедицинских исследований, выступая в качестве руководства для лекарств, чтобы достичь своей цели. Несколько приложений включают использование бактериальных плазмид для маркировки плазмид с Fc-регионом антитела, например, плазмида pFUSE-Fc. [ необходима цитата ]

Правила

Производство и испытания

Существует несколько способов получения антител, включая методы in vivo, такие как иммунизация животных, и различные подходы in vitro, такие как метод фагового дисплея. [132] Традиционно большинство антител производятся линиями гибридомных клеток путем иммортализации клеток, продуцирующих антитела, путем химически индуцированного слияния с клетками миеломы . В некоторых случаях дополнительные слияния с другими линиями создали « триомы » и « квадромы ». Процесс производства должен быть надлежащим образом описан и проверен. Исследования по проверке должны включать, по крайней мере:

До клинических испытаний

Доклинические исследования

Прогнозирование структуры и компьютерное проектирование антител

Важность антител в здравоохранении и биотехнологической промышленности требует знания их структур с высоким разрешением . Эта информация используется для белковой инженерии , изменения аффинности связывания антигена и идентификации эпитопа данного антитела. Рентгеновская кристаллография является одним из широко используемых методов определения структур антител. Однако кристаллизация антитела часто является трудоемкой и занимает много времени. Вычислительные подходы обеспечивают более дешевую и быструю альтернативу кристаллографии, но их результаты более неоднозначны, поскольку они не производят эмпирические структуры. Онлайновые веб-серверы, такие как Web Antibody Modeling (WAM) [133] и Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS) [134], позволяют выполнять вычислительное моделирование вариабельных областей антител. Rosetta Antibody — это новый сервер прогнозирования структуры области F V антитела , который включает в себя сложные методы для минимизации петель CDR и оптимизации относительной ориентации легких и тяжелых цепей, а также модели гомологии , которые предсказывают успешную стыковку антител с их уникальным антигеном. [135] Однако описание сайта связывания антитела с использованием только одной статической структуры ограничивает понимание и характеристику функции и свойств антитела. Чтобы улучшить прогнозирование структуры антитела и учесть сильно коррелированные движения петли CDR и интерфейса, паратопы антитела следует описывать как взаимопревращающиеся состояния в растворе с различными вероятностями. [27]

Возможность описания антитела посредством связывающей аффинности с антигеном дополняется информацией о структуре антитела и аминокислотных последовательностях для целей патентных заявок. [136] Было представлено несколько методов для вычислительного проектирования антител на основе структурных биоинформатических исследований CDR антител. [137] [138] [139]

Существует множество методов, используемых для секвенирования антител, включая деградацию Эдмана , кДНК и т. д.; хотя одним из наиболее распространенных современных способов использования для идентификации пептидов/белков является жидкостная хроматография в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС). [140] Методы секвенирования антител в больших объемах требуют вычислительных подходов для анализа данных, включая секвенирование de novo непосредственно из тандемных масс-спектров [141] и методы поиска в базах данных, которые используют существующие базы данных последовательностей белков . [142] [143] Многие версии дробового секвенирования белков способны увеличить покрытие за счет использования методов фрагментации CID/HCD/ETD [144] и других методов, и они достигли существенного прогресса в попытке полностью секвенировать белки , особенно антитела. Другие методы предполагали существование похожих белков, [145] известную последовательность генома , [146] или комбинированные подходы сверху вниз и снизу вверх. [147] Современные технологии позволяют собирать белковые последовательности с высокой точностью путем интеграции пептидов секвенирования de novo , интенсивности и показателей позиционной достоверности из базы данных и поиска гомологии . [148]

Миметик антитела

Миметики антител — это органические соединения, такие как антитела, которые могут специфически связывать антигены. Они состоят из искусственных пептидов или белков, или молекул нуклеиновых кислот на основе аптамеров с молярной массой около 3–20 кДа . Фрагменты антител, такие как Fab и нанотела, не считаются миметиками антител . Общими преимуществами по сравнению с антителами являются лучшая растворимость, проникновение в ткани, устойчивость к теплу и ферментам , а также сравнительно низкие производственные затраты. Миметики антител разрабатываются и коммерциализируются как исследовательские, диагностические и терапевтические агенты. [149]

Связывающая единица антитела

BAU (единица связывания антител, часто BAU/мл) — это единица измерения, определенная ВОЗ для сравнения анализов, выявляющих один и тот же класс иммуноглобулинов с одинаковой специфичностью. [150] [151] [152]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Wilson IA, Stanfield RL (3 мая 2021 г.). «50 лет структурной иммунологии». Журнал биологической химии . 296 : 100745. doi : 10.1016/j.jbc.2021.100745 . ISSN  0021-9258. PMC 8163984.  PMID 33957119.  Антитела (A–D) могут распознавать практически любой антиген, большой или маленький, и который может иметь разнообразный химический состав от малых молекул (A) до углеводов, липидов, пептидов (B), белков (C и D) и их комбинаций.
  2. ^ abcdefghi Джейнвей C (2001). Иммунобиология (5-е изд.). Издательство «Гарланд». ISBN 978-0-8153-3642-6.
  3. ^ Litman GW, Rast JP, Shamblott MJ, Haire RN, Hulst M, Roess W, et al. (Январь 1993). «Филогенетическая диверсификация генов иммуноглобулинов и репертуар антител». Молекулярная биология и эволюция . 10 (1): 60–72. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040000 . PMID  8450761.
  4. ^ ab Rhoades RA, Pflanzer RG (2002). Физиология человека (5-е изд.). Thomson Learning. стр. 584. ISBN 978-0-534-42174-8.
  5. ^ Ehrenstein MR, Notley CA (15 октября 2010 г.). «Важность естественного IgM: поглотитель, защитник и регулятор». Nature Reviews Immunology . 10 (11): 778–786. doi :10.1038/nri2849. ISSN  1474-1733. PMID  20948548. S2CID  35784099.
  6. ^ Аккая М., Квак К., Пирс СК. (апрель 2020 г.). «Память В-клеток: построение двух стен защиты от патогенов». Nature Reviews Immunology . 20 (4): 229–238. doi :10.1038/s41577-019-0244-2. ISSN  1474-1741. PMC 7223087. PMID 31836872  . 
  7. ^ Tellier J, Nutt SL (15 октября 2018 г.). «Плазматические клетки: программирование машины, секретирующей антитела». European Journal of Immunology . 49 (1): 30–37. doi : 10.1002/eji.201847517. hdl : 11343/284565 . ISSN  0014-2980. PMID  30273443.
  8. ^ «Память В-клеток и развитие плазматических клеток», Молекулярная биология В-клеток , Elsevier, стр. 227–249, 2015, doi :10.1016/b978-0-12-397933-9.00014-x, ISBN 978-0-12-397933-9, получено 24 января 2024 г.
  9. ^ Chu VT, Berek C (19 декабря 2012 г.). «Создание ниши выживания плазматических клеток в костном мозге». Immunological Reviews . 251 (1): 177–188. doi :10.1111/imr.12011. ISSN  0105-2896. PMID  23278749. S2CID  205212187.
  10. ^ Dorner M, Brandt S, Tinguely M, Zucol F, Bourquin JP, Zauner L, et al. (6 ноября 2009 г.). «Экспрессия Toll-подобного рецептора (TLR) плазматических клеток отличается от экспрессии B-клеток, а активация TLR плазматических клеток усиливает выработку иммуноглобулина». Иммунология . 128 (4): 573–579. doi :10.1111/j.1365-2567.2009.03143.x. ISSN  0019-2805. PMC 2792141. PMID 19950420  . 
  11. ^ Joyner CJ, Ley AM, Nguyen DC, Ali M, Corrado A, Tipton C и др. (март 2022 г.). «Генерация долгоживущих плазматических клеток человека с помощью эпигенетического импринтинга, регулируемого развитием». Life Science Alliance . 5 (3): e202101285. doi :10.26508/lsa.202101285. ISSN  2575-1077. PMC 8739272 . PMID  34952892. 
  12. ^ Halliley JL, Tipton CM, Liesveld J, Rosenberg AF, Darce J, Gregoretti IV и др. (Июль 2015 г.). «Долгоживущие плазматические клетки содержатся в субпопуляции CD19−CD38hiCD138+ в костном мозге человека». Immunity . 43 (1): 132–145. doi :10.1016/j.immuni.2015.06.016. PMC 4680845 . PMID  26187412. 
  13. ^ Телье Дж., Тарасова И., Ни Дж., Смилли К.С., Феделе П.Л., Као В.Х. и др. (3 января 2024 г.). «Раскрытие разнообразия и функций тканевых плазматических клеток». Природная иммунология . 25 (2): 330–342. doi : 10.1038/s41590-023-01712-w. ISSN  1529-2908. PMID  38172260. S2CID  266752931.
  14. ^ Landsverk OJ, Snir O, Casado RB, Richter L, Mold JE, Réu P и др. (февраль 2017 г.). «Плазматические клетки, секретирующие антитела, сохраняются в кишечнике человека десятилетиями». The Journal of Experimental Medicine . 214 (2): 309–317. doi :10.1084/jem.20161590. ISSN  1540-9538. PMC 5294861. PMID 28104812  . 
  15. ^ Плоткин СА (2022). «Последние обновления о коррелятах вакцино-индуцированной защиты». Frontiers in Immunology . 13 : 1081107. doi : 10.3389/fimmu.2022.1081107 . ISSN  1664-3224. PMC 9912984. PMID 36776392  . 
  16. ^ Sutton HJ, Gao X, Kelly HG, Parker BJ, Lofgren M, Dacon C и др. (12 января 2024 г.). «Отсутствие сигнатуры сродства для клеток зародышевого центра, которые инициировали дифференциацию плазматических клеток». Immunity . 57 (2): S1074–7613(23)00541–1. doi :10.1016/j.immuni.2023.12.010. ISSN  1097-4180. PMC  10922795. PMID  38228150.
  17. ^ Рет М (август 2013 г.). «Соответствие размеров клеток размерам молекул» (PDF) . Nature Immunology . 14 (8): 765–7. doi :10.1038/ni.2621. PMID  23867923. S2CID  24333875. Архивировано из оригинала (PDF) 2 мая 2018 г. . Получено 1 мая 2018 г. .
  18. ^ ab Woof JM, Burton DR (февраль 2004 г.). «Взаимодействия человеческих антител и рецепторов Fc, освещенные кристаллическими структурами». Nature Reviews. Иммунология . 4 (2): 89–99. doi :10.1038/nri1266. PMID  15040582. S2CID  30584218.
  19. ^ Barclay AN (август 2003 г.). «Мембранные белки с доменами, подобными иммуноглобулину — главное суперсемейство молекул взаимодействия». Семинары по иммунологии . 15 (4): 215–23. doi :10.1016/S1044-5323(03)00047-2. PMID  14690046.
  20. ^ Putnam FW, Liu YS, Low TL (апрель 1979). «Первичная структура человеческого иммуноглобулина IgA1. IV. Стрептококковая протеаза IgA1, переваривание, фрагменты Fab и Fc и полная аминокислотная последовательность тяжелой цепи альфа 1». Журнал биологической химии . 254 (8): 2865–74. doi : 10.1016/S0021-9258(17)30153-9 . PMID  107164.
  21. ^ ab Delves PJ, Martin SJ, Burton DR, Roitt IM (2017). Основная иммунология Roitt (13-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс. ISBN 978-1-118-41577-1. OCLC  949912256.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  22. ^ "MeSH Browser – гамма-глобулины". meshb.nlm.nih.gov . Получено 18 октября 2020 г. .
  23. ^ «Рекомендации по номенклатуре иммуноглобулинов человека». Журнал иммунологии . 108 (6): 1733–4. Июнь 1972. doi : 10.4049/jimmunol.108.6.1733 . PMID  5031329.
  24. ^ Аль-Лазикани Б., Леск А.М., Чотия К. (ноябрь 1997 г.). «Стандартные конформации для канонических структур иммуноглобулинов». Журнал молекулярной биологии . 273 (4): 927–48. doi :10.1006/jmbi.1997.1354. PMID  9367782.
  25. ^ North B, Lehmann A, Dunbrack RL (февраль 2011 г.). «Новая кластеризация конформаций CDR-петель антител». Журнал молекулярной биологии . 406 (2): 228–56. doi :10.1016/j.jmb.2010.10.030. PMC 3065967. PMID  21035459 . 
  26. ^ Николоудис Д., Питтс Дж. Э., Салданья Дж. В. (2014). «Полная многоуровневая конформационная кластеризация областей, определяющих комплементарность антител». PeerJ . 2 (e456): e456. doi : 10.7717/peerj.456 . PMC 4103072 . PMID  25071986. 
  27. ^ ab Fernández-Quintero ML, Georges G, Varga JM, Liedl KR (2021). «Ансамбли в растворе как новая парадигма для прогнозирования и проектирования структуры антител». mAbs . 13 (1): 1923122. doi :10.1080/19420862.2021.1923122. PMC 8158028 . PMID  34030577. 
  28. ^ Woof JM, Russell RW (2011). «Структурные и функциональные связи в IgA». Mucosal Immunology . 4 (6): 590–597. doi : 10.1038/mi.2011.39 . PMID  21937984.
  29. ^ Damelang T, Rogerson SJ, Kent SJ, Chung AW (март 2019 г.). «Роль IgG3 в инфекционных заболеваниях». Trends in Immunology . 40 (3): 197–211. doi : 10.1016/j.it.2019.01.005. hdl : 11343/284299 . ISSN  1471-4906. PMID  30745265. S2CID  73419807.
  30. ^ abc Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin ME, Patel F, Wilken R и др. (февраль 2015 г.). «Гликаны в иммунной системе и теория аутоиммунитета с измененными гликанами: критический обзор». Журнал аутоиммунитета . 57 (6): 1–13. doi :10.1016/j.jaut.2014.12.002. PMC 4340844 . PMID  25578468. 
  31. ^ Mattu TS, Pleass RJ, Willis AC, Kilian M, Wormald MR, Lellouch AC и др. (январь 1998 г.). «Гликозилирование и структура областей сыворотки IgA1, Fab и Fc человека и роль N-гликозилирования во взаимодействиях рецепторов Fcα». Журнал биологической химии . 273 (4): 2260–72. doi : 10.1074/jbc.273.4.2260 . PMID  9442070.
  32. ^ Cobb BA (март 2020 г.). «История гликозилирования IgG и где мы сейчас». Glycobiology . 30 (4): 202–213. doi :10.1093/glycob/cwz065. PMC 7109348. PMID 31504525  . 
  33. ^ Roux KH (октябрь 1999). «Структура и функция иммуноглобулина, выявленные с помощью электронной микроскопии». Международный архив аллергии и иммунологии . 120 (2): 85–99. doi :10.1159/000024226. PMID  10545762. S2CID  12187510.
  34. ^ Diebolder CA, Beurskens FJ, de Jong RN, Koning RI, Strumane K, Lindorfer MA и др. (14 марта 2014 г.). «Комплемент активируется гексамерами IgG, собранными на поверхности клетки». Science . 343 (6176): 1260–1263. Bibcode :2014Sci...343.1260D. doi :10.1126/science.1248943. ISSN  0036-8075. PMC 4250092 . PMID  24626930. 
  35. ^ Kumar N, Arthur CP, Ciferri C, Matsumoto ML (28 февраля 2020 г.). «Структура секреторного ядра иммуноглобулина А». Science . 367 (6481): 1008–1014. Bibcode :2020Sci...367.1008K. doi :10.1126/science.aaz5807. ISSN  0036-8075. PMID  32029686.
  36. ^ Актер Дж. К. (2012). «Иммуноферментные анализы». Интегрированный обзор иммунологии и микробиологии издательства Elsevier (2-е изд.). Elsevier. стр. 71. ISBN 978-0-323-07447-6. Взаимодействие антитела с антигеном: основа количественных и качественных анализов. Экспериментально, если известная концентрация антитела смешивается с увеличивающимся количеством специфического антигена, то из раствора начинают выпадать в осадок комплексы антитела с антигеном, имеющие поперечные связи.
  37. ^ "Лаборатория иммунологии: Гемагглютинация". medicine.mcgill.ca . Виртуальная лаборатория физиологии Макгилла . Получено 29 августа 2024 г. .
  38. ^ Yeow N, Tabor RF, Garnier G (3 февраля 2017 г.). «Картирование распределения сил взаимодействия специфических антител на отдельных эритроцитах». Scientific Reports . 7 (1). doi :10.1038/srep41956. PMC 5291206 . PMID  28157207. 
  39. ^ Паркер DC (1993). «Т-клеточно-зависимая активация В-клеток». Annual Review of Immunology . 11 (1): 331–60. doi :10.1146/annurev.iy.11.040193.001555. PMID  8476565.
  40. ^ abcd Wintrobe MM (2004). Greer JG, Foerster F, Lukens JN, Rodgers GM, Paraskevas F (ред.). Клиническая гематология Wintrobe (11-е изд.). Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 453–456. ISBN 978-0-7817-3650-3.
  41. ^ Tolar P, Sohn HW, Pierce SK (февраль 2008 г.). «Просмотр антиген-индуцированной инициации активации В-клеток в живых клетках». Immunological Reviews . 221 (1): 64–76. doi :10.1111/j.1600-065X.2008.00583.x. PMID  18275475. S2CID  38464264.
  42. ^ Williams CM, Galli SJ (май 2000). «Различные потенциальные эффекторные и иммунорегуляторные роли тучных клеток при аллергических заболеваниях». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 105 (5): 847–59. doi : 10.1067/mai.2000.106485 . PMID  10808163.
  43. ^ Underdown BJ, Schiff JM (1986). «Иммуноглобулин А: стратегическая защитная инициатива на поверхности слизистой оболочки». Annual Review of Immunology . 4 (1): 389–417. doi :10.1146/annurev.iy.04.040186.002133. PMID  3518747.
  44. ^ ab Geisberger R, Lamers M, Achatz G (август 2006 г.). «Загадка двойной экспрессии IgM и IgD». Иммунология . 118 (4): 429–37. doi :10.1111/j.1365-2567.2006.02386.x. PMC 1782314. PMID  16895553 . 
  45. ^ Chen K, Xu W, Wilson M, He B, Miller NW, Bengtén E и др. (август 2009 г.). «Иммуноглобулин D усиливает иммунный надзор, активируя антимикробные, провоспалительные и стимулирующие В-клетки программы в базофилах». Nature Immunology . 10 (8): 889–98. doi :10.1038/ni.1748. PMC 2785232 . PMID  19561614. 
  46. ^ abcde Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Иммунология, инфекция и иммунитет . ASM Press. ISBN 978-1-55581-246-1.
  47. ^ Goding JW (1978). «Аллотипы рецепторов IgM и IgD у мышей: зонд для дифференциации лимфоцитов». Contemporary Topics in Immunobiology . Том 8. С. 203–43. doi :10.1007/978-1-4684-0922-2_7. ISBN 978-1-4684-0924-6. PMID  357078.
  48. ^ Литман Г. В., Раст Дж. П., Фугманн С. Д. (август 2010 г.). «Истоки адаптивного иммунитета позвоночных». Nature Reviews. Иммунология . 10 (8): 543–53. doi :10.1038/nri2807. PMC 2919748. PMID  20651744 . 
  49. ^ Литман Г. В., Раст Дж. П., Фугманн С. Д. (август 2010 г.). «Истоки адаптивного иммунитета позвоночных». Nature Reviews. Иммунология . 10 (8). John Wiley & Sons, Ltd: 543–53. doi :10.1002/9783527699124.ch4. ISBN 978-3-527-69912-4. PMC  2919748 . PMID  20651744.
  50. ^ Lundqvist ML, Middleton DL, Radford C, Warr GW, Magor KE (2006). «Иммуноглобулины некуриных птиц: экспрессия антител и репертуар у уток». Developmental and Comparative Immunology . 30 (1–2): 93–100. doi :10.1016/j.dci.2005.06.019. PMC 1317265. PMID  16150486 . 
  51. ^ Berstein RM, Schluter SF, Shen S, Marchalonis JJ (апрель 1996 г.). «Новый класс иммуноглобулинов с высоким молекулярным весом из кархариновой акулы: последствия для свойств первичного иммуноглобулина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (8): 3289–93. Bibcode : 1996PNAS ...93.3289B. doi : 10.1073/pnas.93.8.3289 . PMC 39599. PMID  8622930. 
  52. ^ Салинас, И. и Парра, Д. (2015). Иммунитет слизистой оболочки рыб: кишечник. В книге «Здоровье слизистой оболочки в аквакультуре». Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417186-2.00006-6
  53. ^ Borghesi L, Milcarek C (2006). «От В-клетки к плазматической клетке: регуляция рекомбинации V(D)J и секреции антител». Immunologic Research . 36 (1–3): 27–32. doi : 10.1385/IR:36:1:27 . PMID  17337763. S2CID  27041937.
  54. ^ ab Ravetch JV, Bolland S (2001). "IgG Fc рецепторы". Annual Review of Immunology . 19 (1): 275–90. doi :10.1146/annurev.immunol.19.1.275. PMID  11244038.
  55. ^ Rus H, Cudrici C, Niculescu F (2005). «Роль системы комплемента во врожденном иммунитете». Immunologic Research . 33 (2): 103–12. doi :10.1385/IR:33:2:103. PMID  16234578. S2CID  46096567.
  56. ^ Racaniello, Vincent (6 октября 2009 г.). «Естественные антитела защищают от вирусной инфекции». Блог вирусологии . Архивировано из оригинала 20 февраля 2010 г. Получено 22 января 2010 г.
  57. ^ Milland J, Sandrin MS (декабрь 2006 г.). «Группа крови ABO и связанные с ней антигены, естественные антитела и трансплантация». Tissue Antigens . 68 (6): 459–66. doi :10.1111/j.1399-0039.2006.00721.x. PMID  17176435.
  58. ^ Mian IS, Bradwell AR, Olson AJ (январь 1991). «Структура, функция и свойства участков связывания антител». Журнал молекулярной биологии . 217 (1): 133–51. doi :10.1016/0022-2836(91)90617-F. PMID  1988675.
  59. ^ Fanning LJ, Connor AM, Wu GE (апрель 1996 г.). «Развитие репертуара иммуноглобулинов». Клиническая иммунология и иммунопатология . 79 (1): 1–14. doi :10.1006/clin.1996.0044. PMID  8612345.
  60. ^ ab Nemazee D (октябрь 2006 г.). «Редактирование рецепторов в развитии лимфоцитов и центральной толерантности». Nature Reviews. Иммунология . 6 (10): 728–40. doi :10.1038/nri1939. PMID  16998507. S2CID  2234228.
  61. ^ Питер Пархэм. Иммунная система . 2-е изд. Garland Science: Нью-Йорк, 2005. стр. 47–62
  62. ^ abcd Market E, Papavasiliou FN (октябрь 2003 г.). "V(D)J-рекомбинация и эволюция адаптивной иммунной системы". PLOS Biology . 1 (1): E16. doi : 10.1371/journal.pbio.0000016 . PMC 212695. PMID  14551913 . 
  63. ^ Бергман Y, Кедр H (октябрь 2004 г.). «Пошаговый эпигенетический процесс контролирует исключение аллелей иммуноглобулинов». Nature Reviews. Иммунология . 4 (10): 753–61. doi :10.1038/nri1458. PMID  15459667. S2CID  8579156.
  64. ^ Diaz M, Casali P (апрель 2002 г.). «Гипермутация соматического иммуноглобулина». Current Opinion in Immunology . 14 (2): 235–40. doi :10.1016/S0952-7915(02)00327-8. PMC 4621002. PMID  11869898 . 
  65. ^ Хондзё Т, Хабу С (1985). «Происхождение иммунного разнообразия: генетическая изменчивость и селекция». Annual Review of Biochemistry . 54 (1): 803–30. doi :10.1146/annurev.bi.54.070185.004103. PMID  3927822.
  66. ^ ab Or-Guil M, Wittenbrink N, Weiser AA, Schuchhardt J (апрель 2007 г.). «Рециркуляция В-клеток зародышевого центра: многоуровневая стратегия отбора для созревания антител». Immunological Reviews . 216 : 130–41. doi : 10.1111/j.1600-065X.2007.00507.x. PMID  17367339. S2CID  37636392.
  67. ^ Neuberger MS, Ehrenstein MR, Rada C, Sale J, Batista FD, Williams G, et al. (март 2000 г.). «Память в компартменте B-клеток: созревание сродства антител». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 355 (1395): 357–60. doi :10.1098/rstb.2000.0573. PMC 1692737. PMID  10794054 . 
  68. ^ Stavnezer J, Amemiya CT (август 2004 г.). «Эволюция переключения изотипов». Семинары по иммунологии . 16 (4): 257–75. doi :10.1016/j.smim.2004.08.005. PMID  15522624.
  69. ^ Дюранди А. (август 2003 г.). «Цитидиндезаминаза, индуцированная активацией: двойная роль в рекомбинации с переключением классов и соматической гипермутации». Европейский журнал иммунологии . 33 (8): 2069–73. doi :10.1002/eji.200324133. PMID  12884279. S2CID  32059768.
  70. ^ Casali P, Zan H (ноябрь 2004 г.). «Переключение классов и транслокация Myc: как ДНК ломается?». Nature Immunology . 5 (11): 1101–3. doi :10.1038/ni1104-1101. PMC 4625794. PMID  15496946 . 
  71. ^ Lieber MR, Yu K, Raghavan SC (сентябрь 2006 г.). «Роли негомологичного соединения концов ДНК, рекомбинации V(D)J и рекомбинации переключения класса в хромосомных транслокациях». DNA Repair . 5 (9–10): 1234–45. doi :10.1016/j.dnarep.2006.05.013. PMID  16793349.
  72. ↑ стр. 22 в: Shoenfeld Y, Meroni PL, Gershwin ME (2007). Аутоантитела . Амстердам; Бостон: Elsevier. ISBN 978-0-444-52763-9.
  73. ^ Spiess C, Zhai Q, Carter PJ (октябрь 2015 г.). «Альтернативные молекулярные форматы и терапевтические применения биспецифических антител». Молекулярная иммунология . 67 (2 Pt A): 95–106. doi : 10.1016/j.molimm.2015.01.003 . PMID  25637431.
  74. ^ ab Farlex dictionary > поливалентный Ссылка: The American Heritage Medical Dictionary. 2004
  75. ^ Gunasekaran K, Pentony M, Shen M, Garrett L, Forte C, Woodward A и др. (июнь 2010 г.). «Усиление образования гетеродимера Fc антитела посредством эффектов электростатического управления: применение к биспецифическим молекулам и моновалентному IgG». Журнал биологической химии . 285 (25): 19637–46. doi : 10.1074/jbc.M110.117382 . PMC 2885242. PMID  20400508 . 
  76. ^ Muller KM (1998). «Первый константный домен (CH1 и CL) антитела, используемый в качестве домена гетеродимеризации для биспецифических миниантител». FEBS Letters . 422 (2): 259–264. doi : 10.1016/s0014-5793(98)00021-0 . PMID  9490020. S2CID  35243494.
  77. ^ Gao C, Mao S, Lo CH, Wirsching P, Lerner RA, Janda KD (май 1999). «Создание искусственных антител: формат для фагового отображения комбинаторных гетеродимерных массивов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (11): 6025–30. Bibcode : 1999PNAS...96.6025G. doi : 10.1073/pnas.96.11.6025 . PMC 26829. PMID  10339535 . 
  78. ^ Канявуз А., Марей-Жароссай А., Лакруа-Демаз С., Димитров Дж. Д. (июнь 2019 г.). «Нарушение закона: нетрадиционные стратегии диверсификации антител». Nature Reviews Immunology . 19 (6): 355–368. doi :10.1038/s41577-019-0126-7. ISSN  1474-1741. PMID  30718829. S2CID  59603663.
  79. ^ Pieper K, Tan J, Piccoli L, Foglierini M, Barbieri S, Chen Y и др. (август 2017 г.). «Публичные антитела к антигенам малярии, полученные двумя способами вставки LAIR1». Nature . 548 (7669): 597–601. Bibcode :2017Natur.548..597P. doi :10.1038/nature23670. ISSN  0028-0836. PMC 5635981 . PMID  28847005. 
  80. ^ Robbiani DF, Deroubaix S, Feldhahn N, Oliveira TY, Callen E, Wang Q и др. (август 2015 г.). «Plasmodium Infection Promotes Genomic Instability and AID-Dependent B Cell Lymphoma». Cell . 162 (4): 727–737. doi :10.1016/j.cell.2015.07.019. PMC 4538708 . PMID  26276629. 
  81. ^ abcd Lindenmann J (апрель 1984). "Происхождение терминов "антитело" и "антиген"". Скандинавский журнал иммунологии . 19 (4): 281–5. doi :10.1111/j.1365-3083.1984.tb00931.x. PMID  6374880. S2CID  222200504.
  82. ^ Padlan EA (февраль 1994). «Анатомия молекулы антитела». Молекулярная иммунология . 31 (3): 169–217. doi :10.1016/0161-5890(94)90001-9. PMID  8114766.
  83. ^ Sauter E (10 ноября 2018 г.). «Новая скульптура, изображающая человеческое антитело как защитного ангела, установлена ​​на кампусе Скриппса во Флориде». Новости и мнения . Том 8, № 34. Научно-исследовательский институт Скриппса. Архивировано из оригинала 10 января 2011 г. Получено 12 декабря 2008 г.
  84. ^ Песковиц Д. (22 октября 2008 г.). «Белковая скульптура, вдохновленная Витрувианским человеком». boingboing (Блог). Архивировано из оригинала 4 ноября 2010 г. Получено 12 декабря 2008 г.
  85. ^ Эмиль фон Беринг – Биографическая информация. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2020. Пн. 20 января 2020 г. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1901/behring/biographical/
  86. ^ AGN (август 1931 г.) . «Покойный барон Сибасабуро Китасато». Журнал Канадской медицинской ассоциации . 25 (2): 206. PMC 382621. PMID  20318414. 
  87. ^ Winau F, Westphal O, Winau R (июль 2004 г.). «Пауль Эрлих — в поисках волшебной пули». Микробы и инфекции . 6 (8): 786–9. doi : 10.1016/j.micinf.2004.04.003 . PMID  15207826.
  88. ^ Silverstein AM (май 2003 г.). «Клеточная и гуморальная иммунология: столетний спор». Nature Immunology . 4 (5): 425–8. doi : 10.1038/ni0503-425 . PMID  12719732. S2CID  31571243.
  89. ^ Van Epps HL (январь 2006 г.). «Майкл Гейдельбергер и демистификация антител». Журнал экспериментальной медицины . 203 (1): 5. doi :10.1084/jem.2031fta. PMC 2118068. PMID  16523537. 
  90. ^ Маррак Дж. Р. (1938). Химия антигенов и антител (2-е изд.). Лондон: Канцелярия Его Величества. OCLC  3220539.
  91. ^ "The Linus Pauling Papers: How Antibodies and Enzymes Work". Архивировано из оригинала 5 декабря 2010 г. Получено 5 июня 2007 г.
  92. ^ Silverstein AM (декабрь 2004 г.). «Меченые антигены и антитела: эволюция волшебных маркеров и волшебных пуль» (PDF) . Nature Immunology . 5 (12): 1211–7. doi :10.1038/ni1140. PMID  15549122. S2CID  40595920. Архивировано из оригинала (PDF) 25 марта 2009 г.
  93. ^ Edelman GM, Gally JA (август 1962). «Природа белков Бенс-Джонса. Химическое сходство с полипептидными цепями миеломных глобулинов и нормальных гамма-глобулинов». Журнал экспериментальной медицины . 116 (2): 207–27. doi :10.1084/jem.116.2.207. PMC 2137388. PMID 13889153  . 
  94. ^ Стивенс Ф.Дж., Соломон А., Шиффер М. (июль 1991 г.). «Белки Бенса-Джонса: мощный инструмент для фундаментального изучения химии белков и патофизиологии». Биохимия . 30 (28): 6803–5. doi :10.1021/bi00242a001. PMID  2069946.
  95. ^ ab Raju TN (сентябрь 1999). "Нобелевские хроники. 1972: Джеральд М. Эдельман (р. 1929) и Родни Р. Портер (1917–85)". Lancet . 354 (9183): 1040. doi :10.1016/S0140-6736(05)76658-7. PMID  10501404. S2CID  54380536.
  96. ^ Hochman J, Inbar D, Givol D (март 1973). «Активный фрагмент антитела (Fv), состоящий из вариабельных частей тяжелых и легких цепей». Биохимия . 12 (6): 1130–5. doi :10.1021/bi00730a018. PMID  4569769.
  97. ^ Tomasi TB (октябрь 1992 г.). «Открытие секреторного IgA и иммунной системы слизистой оболочки». Immunology Today . 13 (10): 416–8. doi :10.1016/0167-5699(92)90093-M. PMID  1343085.
  98. ^ Preud'homme JL, Petit I, Barra A, Morel F, Lecron JC, Lelièvre E (октябрь 2000 г.). «Структурные и функциональные свойства мембраны и секретируемого IgD». Молекулярная иммунология . 37 (15): 871–87. doi :10.1016/S0161-5890(01)00006-2. PMID  11282392.
  99. ^ Йоханссон СГ (2006). «Открытие иммуноглобулина Е». Allergy and Asthma Proceedings . 27 (2 Suppl 1): S3–6. PMID  16722325.
  100. ^ Hozumi N, Tonegawa S (октябрь 1976 г.). «Доказательства соматической перестройки генов иммуноглобулина, кодирующих вариабельные и константные области». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (10): 3628–32. Bibcode : 1976PNAS...73.3628H. doi : 10.1073/pnas.73.10.3628 . PMC 431171. PMID  824647. 
  101. ^ "Анимированные изображения того, как антитела используются в анализах ELISA". Cellular Technology Ltd.—Europe . Архивировано из оригинала 14 июня 2011 г. Получено 8 мая 2007 г.
  102. ^ "Анимированные изображения того, как антитела используются в анализах ELISPOT". Cellular Technology Ltd.—Europe . Архивировано из оригинала 16 мая 2011 г. Получено 8 мая 2007 г.
  103. ^ Stern P (2006). "Современные возможности турбидиметрии и нефелометрии" (PDF) . Klin Biochem Metab . 14 (3): 146–151. Архивировано из оригинала (PDF) 10 апреля 2008 г.
  104. ^ ab Dean L (2005). "Глава 4: Гемолитическая болезнь новорожденных". Группы крови и антигены эритроцитов . NCBI Bethesda (MD): Национальная медицинская библиотека (США).
  105. ^ Sullivan MV, Stockburn WJ, Hawes PC, Mercer T, Reddy SM (26 февраля 2021 г.). «Зеленый синтез как простой и быстрый путь к модифицированным белком магнитным наночастицам для использования в разработке флуориметрического молекулярно-импринтированного полимерного анализа для обнаружения миоглобина». Нанотехнологии . 32 (9): 095502. Bibcode : 2021Nanot..32i5502S . doi : 10.1088/1361-6528/abce2d . PMC 8314874. PMID  33242844. 
  106. ^ Rodriguez EA, Wang Y, Crisp JL, Vera DR, Tsien RY, Ting R (май 2016 г.). «Новая химия диоксаборолана позволяет получать [(18)F]-позитронно-излучающие, флуоресцентные [(18)F]-мультимодальные биомолекулы из твердой фазы». Bioconjugate Chemistry . 27 (5): 1390–1399. doi :10.1021/acs.bioconjchem.6b00164. PMC 4916912 . PMID  27064381. 
  107. ^ Фельдманн М., Майни Р.Н. (2001). «Анти-ФНО альфа-терапия ревматоидного артрита: чему мы научились?». Annual Review of Immunology . 19 (1): 163–96. doi :10.1146/annurev.immunol.19.1.163. PMID  11244034.
  108. ^ Doggrell SA (июнь 2003 г.). «Является ли натализумаб прорывом в лечении рассеянного склероза?». Мнение экспертов по фармакотерапии . 4 (6): 999–1001. doi :10.1517/14656566.4.6.999. PMID  12783595. S2CID  16104816.
  109. ^ Krueger GG, Langley RG, Leonardi C, Yeilding N, Guzzo C, Wang Y и др. (февраль 2007 г.). «Человеческое моноклональное антитело к интерлейкину-12/23 для лечения псориаза». The New England Journal of Medicine . 356 (6): 580–92. doi : 10.1056/NEJMoa062382 . PMID  17287478.
  110. ^ Plosker GL, Figgitt DP (2003). «Ритуксимаб: обзор его использования при неходжкинской лимфоме и хроническом лимфоцитарном лейкозе». Drugs . 63 (8): 803–43. doi :10.2165/00003495-200363080-00005. PMID  12662126.
  111. ^ Vogel CL, Cobleigh MA, Tripathy D, Gutheil JC, Harris LN, Fehrenbacher L и др. (2001). «Первая линия монотерапии Герцептином при метастатическом раке груди». Oncology . 61. 61 (Suppl. 2): 37–42. doi :10.1159/000055400. PMID  11694786. S2CID  24924864.
  112. ^ LeBien TW (июль 2000 г.). «Судьбы предшественников В-клеток человека». Blood . 96 (1): 9–23. doi :10.1182/blood.V96.1.9. PMID  10891425. Архивировано из оригинала 29 апреля 2010 г. Получено 31 марта 2007 г.
  113. ^ Ghaffer A (26 марта 2006 г.). «Иммунизация». Иммунология — Глава 14. Медицинская школа Университета Южной Каролины. Архивировано из оригинала 18 октября 2010 г. Получено 6 июня 2007 г.
  114. ^ Urbaniak SJ, Greiss MA (март 2000). "RhD гемолитическая болезнь плода и новорожденного". Blood Reviews . 14 (1): 44–61. doi :10.1054/blre.1999.0123. PMID  10805260.
  115. ^ ab Фунг Ки Фунг К., Исон Э., Крейн Дж., Армсон А., Де Ла Ронд С., Фарин Д. и др. (сентябрь 2003 г.). «Профилактика резус-аллоиммунизации». Журнал акушерства и гинекологии Канады . 25 (9): 765–73. дои : 10.1016/S1701-2163(16)31006-4. ПМИД  12970812.
  116. ^ Тини М, Джуэлл УР, Камениш Г, Чилов Д, Гассман М (март 2002 г.). «Создание и применение антител куриного яичного желтка». Сравнительная биохимия и физиология. Часть A, Молекулярная и интегративная физиология . 131 (3): 569–74. doi :10.1016/S1095-6433(01)00508-6. PMID  11867282.
  117. ^ Cole SP, Campling BG, Atlaw T, Kozbor D, Roder JC (июнь 1984). «Человеческие моноклональные антитела». Молекулярная и клеточная биохимия . 62 (2): 109–20. doi :10.1007/BF00223301. PMID  6087121. S2CID  12616168.
  118. ^ Кабир С (2002). «Очистка иммуноглобулинов методом аффинной хроматографии с использованием лигандов-миметиков белка А, полученных комбинаторным химическим синтезом». Иммунологические исследования . 31 (3–4): 263–78. doi :10.1081/IMM-120016245. PMID  12472184. S2CID  12785078.
  119. ^ ab Brehm-Stecher BF, Johnson EA (сентябрь 2004 г.). «Микробиология отдельных клеток: инструменты, технологии и приложения». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 68 (3): 538–59, оглавление. doi :10.1128/MMBR.68.3.538-559.2004. PMC 515252. PMID  15353569 . 
  120. ^ Williams NE (2000). "Глава 23 Процедуры иммунопреципитации". Методы в клеточной биологии , том 62. Том 62. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press. стр. 449–53. doi :10.1016/S0091-679X(08)61549-6. ISBN 978-0-12-544164-3. PMID  10503210.
  121. ^ Kurien BT, Scofield RH (апрель 2006 г.). «Вестерн-блоттинг». Методы . 38 (4): 283–93. doi :10.1016/j.ymeth.2005.11.007. PMID  16483794.
  122. ^ Сканциани Э (1998). «Иммуногистохимическое окрашивание фиксированных тканей». Микоплазменные протоколы . Методы молекулярной биологии. Том. 104. Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. стр. 133–40. дои : 10.1385/0-89603-525-5:133. ISBN 978-0-89603-525-6. PMID  9711649.
  123. ^ Reen DJ (1994). "Иммуноферментный анализ (ELISA)". Основные протоколы белков и пептидов . Методы в молекулярной биологии. Т. 32. С. 461–6. doi :10.1385/0-89603-268-X:461. ISBN 978-0-89603-268-2. PMC  2366430 . PMID  7951745.
  124. ^ Калюжный А.Е. (2005). "Химия и биология анализа ELISPOT". Справочник по ELISPOT . Методы молекулярной биологии. Т. 302. С. 15–31. doi :10.1385/1-59259-903-6:015. ISBN 978-1-59259-903-5. PMID  15937343.
  125. ^ Saper CB (декабрь 2005 г.). «Открытое письмо нашим читателям об использовании антител». Журнал сравнительной неврологии . 493 (4): 477–8. doi : 10.1002/cne.20839 . PMID  16304632. S2CID  14082678.
  126. ^ "NOT-OD-16-011: Внедрение строгости и прозрачности в заявки на исследовательские гранты NIH и AHRQ". grants.nih.gov .
  127. ^ Василевский NA, Браш MH, Паддок H, Понтинг L, Трипати SJ, Ларокка GM и др. (2 сентября 2013 г.). «О воспроизводимости науки: уникальная идентификация исследовательских ресурсов в биомедицинской литературе». PeerJ . 1 : e148. doi : 10.7717/peerj.148 . PMC 3771067 . PMID  24032093. 
  128. ^ Бандровски А., Браш М., Грете Дж. С., Гендель МА., Кеннеди Д. Н., Хилл С. и др. (2015). «Инициатива по идентификации ресурсов: культурный сдвиг в издательском деле». F1000Research . 4 : 134. doi : 10.12688 /f1000research.6555.2 . PMC 4648211. PMID  26594330. 
  129. ^ Helsby MA, Fenn JR, Chalmers AD (23 августа 2013 г. ) . «Отчет об использовании антител в исследованиях: как повысить экспериментальную воспроизводимость». F1000Research . 2 : 153. doi : 10.12688/f1000research.2-153.v2 . PMC 3829129. PMID  24358895. 
  130. ^ «Реестр антител». antibodiesregistry.org .
  131. ^ "Инициатива по идентификации ресурсов". FORCE11 . 14 августа 2013 г. Получено 18 апреля 2016 г.
  132. ^ Eberle C (20 февраля 2023 г.). «Простое объяснение производства антител» . Получено 7 декабря 2023 г.
  133. ↑ Архивировано 17 июля 2011 г. на Wayback Machine
    WAM
  134. ^ Marcatili P, Rosi A, Tramontano A (сентябрь 2008 г.). «PIGS: автоматическое предсказание структур антител». Биоинформатика . 24 (17): 1953–4. doi : 10.1093/bioinformatics/btn341 . PMID  18641403. Архивировано из оригинала 26 ноября 2010 г.
    Прогнозирование структуры иммуноглобулина (PIGS) Архивировано 26 ноября 2010 г. на Wayback Machine
  135. ↑ Архивировано 19 июля 2011 г. на Wayback Machine
    RosettaAntibody
  136. ^ Park H. "Проблемы письменного описания патентов на моноклональные антитела после дела Centocor против Abbott". jolt.law.harvard.edu . Архивировано из оригинала 13 декабря 2014 г. Получено 12 декабря 2014 г.
  137. ^ Adolf-Bryfogle J, Kalyuzhniy O, Kubitz M, Weitzner BD, Hu X, Adachi Y и др. (апрель 2018 г.). "RosettaAntibodyDesign (RAbD): общая структура для вычислительного проектирования антител". PLOS Computational Biology . 14 (4): e1006112. Bibcode : 2018PLSCB..14E6112A. doi : 10.1371/journal.pcbi.1006112 . PMC 5942852. PMID  29702641 . 
  138. ^ Lapidoth GD, Baran D, Pszolla GM, Norn C, Alon A, Tyka MD и др. (август 2015 г.). «AbDesign: алгоритм комбинаторного проектирования остова, управляемый естественными конформациями и последовательностями». Proteins . 83 (8): 1385–406. doi :10.1002/prot.24779. PMC 4881815 . PMID  25670500. 
  139. ^ Li T, Pantazes RJ, Maranas CD (2014). "OptMAVEn — новая структура для de novo дизайна моделей вариабельных областей антител, нацеленных на специфические эпитопы антигенов". PLOS ONE . ​​9 (8): e105954. Bibcode :2014PLoSO...9j5954L. doi : 10.1371/journal.pone.0105954 . PMC 4143332 . PMID  25153121. 
  140. ^ Pham V, Henzel WJ, Arnott D, Hymowitz S, Sandoval WN, Truong BT и др. (май 2006 г.). «De novo протеомное секвенирование моноклонального антитела, полученного против лиганда OX40». Аналитическая биохимия . 352 (1): 77–86. doi :10.1016/j.ab.2006.02.001. PMID  16545334.
  141. ^ Ma B, Zhang K, Hendrie C, Liang C, Li M, Doherty-Kirby A и др. (2003). "PEAKS: мощное программное обеспечение для секвенирования пептидов de novo с помощью тандемной масс-спектрометрии". Rapid Communications in Mass Spectrometry . 17 (20): 2337–42. Bibcode : 2003RCMS...17.2337M. doi : 10.1002/rcm.1196. PMID  14558135.
  142. ^ Zhang J, Xin L, Shan B, Chen W, Xie M, Yuen D и др. (апрель 2012 г.). "PEAKS DB: поиск в базе данных с помощью секвенирования de novo для чувствительной и точной идентификации пептидов". Molecular & Cellular Proteomics . 11 (4): M111.010587. doi : 10.1074/mcp.M111.010587 . PMC 3322562 . PMID  22186715. 
  143. ^ Perkins DN, Pappin DJ, Creasy DM, Cottrell JS (декабрь 1999 г.). «Идентификация белков на основе вероятности путем поиска в базах данных последовательностей с использованием данных масс-спектрометрии». Электрофорез . 20 (18): 3551–67. doi :10.1002/(SICI)1522-2683(19991201)20:18<3551::AID-ELPS3551>3.0.CO;2-2. PMID  10612281. S2CID  42423655.
  144. ^ Бандейра Н., Танг Х., Бафна В., Певзнер П. (декабрь 2004 г.). «Дробовик белкового секвенирования с помощью сборки тандемных масс-спектров». Аналитическая химия . 76 (24): 7221–33. doi :10.1021/ac0489162. PMID  15595863.
  145. ^ Liu X, Han Y, Yuen D, Ma B (сентябрь 2009 г.). «Автоматизированное (ре)секвенирование белков с помощью MS/MS и гомологичной базы данных обеспечивает почти полное покрытие и точность». Биоинформатика . 25 (17): 2174–80. doi : 10.1093/bioinformatics/btp366 . PMID  19535534.
  146. ^ Кастеллана NE, Фам V, Арнотт D, Лилл JR, Бафна V (июнь 2010 г.). «Шаблонная протеогеномика: секвенирование целых белков с использованием несовершенной базы данных». Молекулярная и клеточная протеомика . 9 (6): 1260–70. doi : 10.1074/mcp.M900504-MCP200 . PMC 2877985. PMID  20164058. 
  147. ^ Liu X, Dekker LJ, Wu S, Vanduijn MM, Luider TM, Tolić N и др. (июль 2014 г.). «Секвенирование белков de novo путем комбинирования тандемных масс-спектров сверху вниз и снизу вверх». Journal of Proteome Research . 13 (7): 3241–8. doi :10.1021/pr401300m. PMID  24874765.
  148. ^ Tran NH, Rahman MZ, He L, Xin L, Shan B, Li M (август 2016 г.). «Полная сборка последовательностей моноклональных антител De Novo». Scientific Reports . 6 : 31730. Bibcode :2016NatSR...631730T. doi :10.1038/srep31730. PMC 4999880 . PMID  27562653. 
  149. ^ Гебауэр М., Скерра А. (июнь 2009 г.). «Сконструированные белковые каркасы как терапевтические антитела следующего поколения». Current Opinion in Chemical Biology . 13 (3): 245–55. doi :10.1016/j.cbpa.2009.04.627. PMID  19501012.
  150. ^ Kristiansen PA, Page M, Bernasconi V, Mattiuzzo G, Dull P, Makar K и др. (10 апреля 2021 г.) [2021-02-23]. «Международный стандарт ВОЗ для иммуноглобулина против SARS-CoV-2». The Lancet . 397 (10282). Всемирная организация здравоохранения / Elsevier : 1347–1348. doi :10.1016/S0140-6736(21)00527-4. PMC 7987302 . PMID  33770519. 
  151. ^ Knezevic I, Mattiuzzo G, Page M, Minor P, Griffiths E, Nuebling M и др. (26 октября 2021 г.). «Международный стандарт ВОЗ по оценке реакции антител на вакцины COVID-19: призыв к срочным действиям научного сообщества». The Lancet Microbe . 3 (3). Всемирная организация здравоохранения / Elsevier : e235–e240. doi : 10.1016/S2666-5247(21)00266-4. PMC 8547804. PMID  34723229 . 
  152. ^ Кнежевич И (10 ноября 2021 г.). «Учебный вебинар по калибровке количественных серологических анализов с использованием Международного стандарта ВОЗ для иммуноглобулина против SARS-CoV-2» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 18 февраля 2022 г. . Получено 5 марта 2022 г. .(68 страниц)

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Антитела .