Тяжелая цепь иммуноглобулина

Большая полипептидная субъединица антитела

Схематическая диаграмма типичного антитела, показывающая две тяжелые цепи Ig (фиолетовый), соединенные дисульфидными связями с двумя легкими цепями Ig (зеленый). Показаны константный (C) и переменный (V) домены.

Молекула антитела. Две тяжелые цепи окрашены в красный и синий цвета, а две легкие цепи — в зеленый и желтый. ^[1]

Тяжелая цепь иммуноглобулина ( IgH ) представляет собой большую полипептидную субъединицу антитела ( иммуноглобулина). В геноме человека локусы гена IgH находятся на хромосоме 14.

Типичное антитело состоит из двух тяжелых цепей иммуноглобулина (Ig) и двух легких цепей Ig . Существует несколько различных типов тяжелых цепей, которые определяют класс или изотип антитела. Эти типы тяжелых цепей различаются у разных животных. Все тяжелые цепи содержат ряд доменов иммуноглобулина , обычно с одним вариабельным доменом (VH ₎ , важным для связывания антигена , и несколькими константными доменами (CH1 _, CH2 _и т. д.). Производство жизнеспособной тяжелой цепи является ключевым этапом созревания В-клеток. Если тяжелая цепь способна связываться с суррогатной легкой цепью и перемещаться к плазматической мембране, тогда развивающаяся В-клетка может начать производить свою легкую цепь. ^[2]

Тяжелая цепь не всегда обязательно связывается с легкой цепью. Пре-В-лимфоциты могут синтезировать тяжелую цепь в отсутствие легкой цепи, что затем позволяет тяжелой цепи связываться с белком, связывающим тяжелую цепь. ^[3]

У млекопитающих

Классы

Существует пять типов тяжелой цепи иммуноглобулина млекопитающих: γ, δ, α, μ и ε. ^[4] Они определяют классы иммуноглобулинов: IgG , IgD , IgA , IgM и IgE соответственно.

• Тяжелые цепи α и γ содержат примерно 450 аминокислот.
• Тяжелые цепи μ и ε содержат примерно 550 аминокислот. ^[4]

Регионы

Каждая тяжелая цепь имеет две области:

• константная область (которая одинакова для всех иммуноглобулинов одного класса, но различается между классами).
  • Тяжелые цепи γ, α и δ имеют константную область, состоящую из трех тандемных (в ряд друг за другом) доменов иммуноглобулина, но также имеют шарнирную область для дополнительной гибкости. ^[5]
  • Тяжелые цепи μ и ε имеют константную область, состоящую из четырех доменов. ^[4]
• вариабельная область , которая различается у разных В-клеток , но одинакова для всех иммуноглобулинов, продуцируемых одной и той же В-клеткой или клоном В-клетки . Вариабельный домен любой тяжелой цепи состоит из одного домена иммуноглобулина. Эти домены имеют длину около 110 аминокислот. ^[6]

Коровы

Коровы, в частности Bos taurus , демонстрируют вариацию общей темы млекопитающих, в которой область CDR H3 тяжелой цепи адаптировалась для производства дивергентного репертуара антител, которые представляют собой поверхность взаимодействия антигена «стебель и выступ» вместо более знакомой двухвалентной поверхности кончика. . ^[7] CDR крупного рогатого скота необычно длинный и содержит уникальные атрибуты последовательности, которые поддерживают продукцию парных остатков цистеина во время соматической гипермутации . ^[7] Таким образом, если у людей этап соматической гипермутации нацелен на процесс рекомбинации V(D)J , то у коров целью является создание разнообразных дисульфидных связей и генерация уникальных наборов петель, которые взаимодействуют с антигеном. ^[7] Предполагаемой эволюционной движущей силой этой вариации является наличие гораздо более разнообразной микробной среды в пищеварительной системе коров вследствие того, что они являются жвачными животными . ^[7]

В рыбе

Челюстные рыбы, по-видимому, являются наиболее примитивными животными, способными вырабатывать антитела, подобные тем, которые описаны для млекопитающих. ^[8] Однако рыбы не имеют того же набора антител, что и млекопитающие. ^{[9] На данный момент у} костистых рыб идентифицированы три различные тяжелые цепи Ig .

• Первой идентифицированной была тяжелая цепь ц (или мю ), которая присутствует во всех челюстных рыбах и является тяжелой цепью того, что считается первичным иммуноглобулином. Полученное антитело IgM секретируется у костистых рыб в виде тетрамера вместо типичного пентамера , обнаруженного у млекопитающих и акул. ^{[ нужна цитата ]}
• Тяжелая цепь (δ) IgD была первоначально идентифицирована у канального сома и атлантического лосося и в настоящее время хорошо документирована для многих костистых рыб. ^[10]
• Третий ген тяжелой цепи костистых Ig был идентифицирован совсем недавно и не похож ни на одну из тяжелых цепей, описанных для млекопитающих. Эта тяжелая цепь, выявленная как у радужной форели (τ) ^[11] , так и у рыбок данио (ζ), ^[12] потенциально может образовывать отдельный изотип антитела (IgT или IgZ), который может предшествовать IgM в эволюционном плане.

Подобно ситуации, наблюдаемой у костистых рыб, у хрящевых рыб были идентифицированы три различных изотипа тяжелой цепи Ig . За исключением μ, эти изотипы тяжелой цепи Ig, по-видимому, уникальны для хрящевых рыб. Полученные антитела обозначаются IgW (также называемые IgX или IgNARC) и IgNAR ( рецептор нового антигена иммуноглобулина ). ^{[13] [14]} Последний тип представляет собой антитело с тяжелой цепью , антитело, лишенное легких цепей, и может использоваться для производства однодоменных антител , которые по существу представляют собой вариабельный домен (V _NAR ) IgNAR. ^{[15] [16] [17]} Однодоменные антитела акул (V _NAR ) к опухолевым или вирусным антигенам можно выделить из большой наивной библиотеки V _{NAR акулы-няньки с использованием} технологии фагового дисплея . ^{[16] [18]}

IgW в настоящее время также обнаружен у группы лопастных рыб, включая латимерию и двоякодышащую рыбу. IgW1 и IgW2 латимерии имеют обычную структуру (VD)n-Jn-C, а также большое количество константных доменов. ^{[19] [20]}

У амфибий

Лягушки могут синтезировать IgX и IgY. ^[21]

Смотрите также

• Антитело с тяжелой цепью

Рекомендации

1. «Архивная копия». Архивировано из оригинала 19 апреля 2007 года . Проверено 20 апреля 2007 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )^{[ нужна полная цитата ]}
2. Мортенссон, Иллинойс; Кередиг, Р. (23 января 2017 г.). «Роль суррогатной легкой цепи и рецептора пре-В-клеток в развитии В-клеток мыши». Иммунология . 101 (4): 435–441. дои : 10.1046/j.1365-2567.2000.00151.x. ISSN  0019-2805. ПМК 2327112 . ПМИД  11122446. 
3. Хаас, Ингрид Г.; Вабль, Матиас (1983). «Белок, связывающий тяжелую цепь иммуноглобулина». Природа . 306 (5941): 387–9. Бибкод : 1983Natur.306..387H. дои : 10.1038/306387a0. PMID  6417546. S2CID  4247626.
4. Джейнвей, Калифорния, младший ; и другие. (2001). Иммунобиология (5-е изд.). Издательство «Гирлянда». ISBN 0-8153-3642-Х. (полный текст в электронном виде через NCBI Bookshelf).^{[ нужна страница ]}
5. Гав, Дженни М.; Бертон, Деннис Р. (2004). «Взаимодействие человеческого антитела и Fc-рецептора, освещенное кристаллическими структурами». Обзоры природы Иммунология . 4 (2): 89–99. дои : 10.1038/nri1266. PMID  15040582. S2CID  30584218.
6. "Биологический проект". Структура антител . Университет Аризоны . Проверено 27 мая 2020 г.
7. Ван, Фэн; Экерт, Дамиан К.; Ахмад, Инша; Ю, Вэньли; Чжан, Юн; Базирган, Омар; Торкамани, Али; Раудсепп, Терье; Мванги, Вайтака; Кришителло, Майкл Ф.; Уилсон, Ян А.; Шульц, Питер Г.; Смайдер, Вон В. (2013). «Изменение разнообразия антител». Клетка . 153 (6): 1379–93. дои : 10.1016/j.cell.2013.04.049. ПМК 4007204 . ПМИД  23746848. 
8. Гены тяжелой и легкой цепи рыбы ^{[ нужна полная ссылка ]} Архивировано 23 марта 2007 г., в Wayback Machine.
9. Бенгтен, Ева; Клем, Л. Уильям; Миллер, Норман В.; Уорр, Грегори В.; Уилсон, Мелани (2006). «Канальные иммуноглобулины сома: репертуар и экспрессия». Развивающая и сравнительная иммунология . 30 (1–2): 77–92. дои : 10.1016/j.dci.2005.06.016. ПМИД  16153707.
10. Солем, Штейн Торе; Стенвик, Йорген (2006). «Развитие репертуара антител у костистых рыб - обзор с акцентом на лососевых и Gadus morhua L». Развивающая и сравнительная иммунология . 30 (1–2): 57–76. doi :10.1016/j.dci.2005.06.007. ПМИД  16084588.
11. Хансен, JD; Лэндис, Эд; Филлипс, РБ (2005). «Открытие уникального изотипа тяжелой цепи Ig (IgT) у радужной форели: значение для особого пути развития B-клеток у костистых рыб». Труды Национальной академии наук . 102 (19): 6919–6924. Бибкод : 2005PNAS..102.6919H. дои : 10.1073/pnas.0500027102 . JSTOR  3375456. PMC 1100771 . ПМИД  15863615. 
12. Данилова, Надя; Буссманн, Йерун; Джекош, Керстин; Штайнер, Лиза А. (2005). «Локус тяжелой цепи иммуноглобулина у рыбок данио: идентификация и экспрессия ранее неизвестного изотипа, иммуноглобулина Z». Природная иммунология . 6 (3): 295–302. дои : 10.1038/ni1166. PMID  15685175. S2CID  5543330.
13. Дули, Х.; Флайник, М.Ф. (2006). «Развитие репертуара антител у хрящевых рыб». Развивающая и сравнительная иммунология . 30 (1–2): 43–56. дои : 10.1016/j.dci.2005.06.022. ПМИД  16146649.
14. Симмонс, Дэвид П.; Абрегу, Фиона А.; Кришнан, Уша В.; Пролл, Дэвид Ф.; Стрельцов Виктор А.; Даути, Лариса; Хаттарки, Меган К.; Наттолл, Стюарт Д. (2006). «Стратегии димеризации фрагментов однодоменных антител акулы IgNAR». Журнал иммунологических методов . 315 (1–2): 171–84. дои : 10.1016/j.jim.2006.07.019. ПМИД  16962608.
15. Весоловский, Януш; Алзогарай, Ванина; Рейелт, Ян; Унгер, Мэнди; Хуарес, Карла; Уррутия, Мариэла; Кауэрфф, Ана; Данкуа, Уэлбек; Риссик, Бьорн; Шойплейн, Феликс; Шварц, Николь; Адриуш, Сахиль; Бойер, Оливье; Семан, Мишель; Лицея, Алексей; Серрез, Дэвид В.; Гольдбаум, Фернандо А.; Хааг, Фридрих; Кох-Нольте, Фридрих (2009). «Однодоменные антитела: многообещающие экспериментальные и терапевтические инструменты в области инфекций и иммунитета». Медицинская микробиология и иммунология . 198 (3): 157–74. дои : 10.1007/s00430-009-0116-7. ПМК 2714450 . ПМИД  19529959. 
16. Фэн, Минцянь; Бянь, Хэцзяо; У, Сяолинь; Фу, Тяньюнь; Фу, Ин; Хонг, Джессика; Флеминг, Брайан Д.; Флайник, Мартин Ф.; Хо, Митчелл (январь 2019 г.). «Создание и анализ секвенирования следующего поколения большой библиотеки однодоменных антител VNAR, отображаемой на фагах, от шести наивных акул-нянек». Терапия антителами . 2 (1): 1–11. doi : 10.1093/abt/tby011. ISSN  2516-4236. ПМК 6312525 . ПМИД  30627698. 
17. Английский, Хэцзяо; Хонг, Джессика; Хо, Митчелл (2020). «Древние виды предлагают современные методы лечения: обновленная информация о последовательностях однодоменных антител акулы VNAR, фаговых библиотеках и потенциальных клинических применениях». Терапия антителами . 3 (1): 1–9. дои : 10.1093/abt/tbaa001 . ПМК 7034638 . ПМИД  32118195. 
18. Ли, Дэн; английский, Хэцзяо; Хонг, Джессика; Лян, Тяньючжоу; Мерлино, Гленн; Дэй, Чи-Пин; Хо, Митчелл (21 июля 2021 г.). «Новая стратегия CAR-T на основе одного домена VNAR акулы, нацеленная на PD-L1, для лечения рака молочной железы и рака печени»: 2021.07.20.453144. дои : 10.1101/2021.07.20.453144. S2CID  236203365. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
19. Чжан, Тяньи; Такки, Лука; Вэй, Чжиго; Чжао, Яофэн; Салинас, Ирен (2014). «Внутриклассовая диверсификация генов тяжелой цепи иммуноглобулина у африканских двоякодышащих рыб». Иммуногенетика . 66 (5): 335–51. дои : 10.1007/s00251-014-0769-2. ПМК 4348116 . ПМИД  24676685. 
20. Ота, Т.; Раст, Дж. П.; Литман, Г.В.; Амемия, Коннектикут (2003). «Ограниченное по происхождению сохранение примитивного изотипа тяжелой цепи иммуноглобулина у дипноев раскрывает эволюционный парадокс». Труды Национальной академии наук . 100 (5): 2501–6. Бибкод : 2003PNAS..100.2501O. дои : 10.1073/pnas.0538029100 . ПМК 151370 . ПМИД  12606718. 
21. Ду, Кристина С.; Машуф, Сара М.; Кришителло, Майкл Ф. (2012). «Поральная иммунизация африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) повышает уровень иммуноглобулина слизистой оболочки IgX». Ветеринарная иммунология и иммунопатология . 145 (1–2): 493–8. дои :10.1016/j.vetimm.2011.10.019. ПМЦ 3273591 . ПМИД  22100190. 

Внешние ссылки

• Иммуноглобулин + тяжелые + цепи в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
• Образовательный ресурс по анализу тяжелых цепей