Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MHC. Az MHC polimorfizmusa (Major histocompatibility complex) Polimorf gén--- több változat (allél) előfordulása az adott génszakaszon (lokuszon) Az MHC.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MHC. Az MHC polimorfizmusa (Major histocompatibility complex) Polimorf gén--- több változat (allél) előfordulása az adott génszakaszon (lokuszon) Az MHC."— Előadás másolata:

1 MHC

2 Az MHC polimorfizmusa (Major histocompatibility complex) Polimorf gén--- több változat (allél) előfordulása az adott génszakaszon (lokuszon) Az MHC a legpolimorfabb fehérjénk, a legtöbb féle változatban jelenik meg a populációban

3 Gén: fehérjék szabályozásához és előállításához szükséges információkat tartalmazó DNS szakasz (ez egy tág definíció) Lókusz: a gén helye a kromszómán Allél: Az adott lókuszon elhelyezkedő gén variáns (az egyedben) Allotípus (immunológiában): Az egyedben kifejeződő allél(ok) típusa

4 HUMAN LEUKOCYTE ANTIGEN A három legfontosabb MHCI, illetve MHCII gén

5 Az MHCI molekulák az összes magvas sejten kifejeződnek. Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. 11 33 22 2m2m !!

6 22 11 22 11 Az MHCII molekulák csak a hivatásos antigénperzentáló sejteken fejeződnek ki. Dendritikus sejt Makrofág B-sejt Az expresszió mértéke változó, szabályozott, az immunválasz vagy egyes fertőzések befolyásolhatják a sejtfelszínen megjelenő molekulák számát. !!

7 ABC A polimorfizmus (allélek) száma I osztály 439   II osztály 492 allél DRDPDQ AZ EMBERI MHC (HLA) POLIMORFIZMUSA AZ EMBERI POPULÁCIÓBAN Pl. a HLA-A lokuszon 218 változat fejeződhet ki

8 Három I-es típusú polimorf génről (HLA-A,HLA-B,HLA-C) íródnak át fehérjék. ! HLA-A HLA-B HLA-C MHCI- A sejtjeink személyi száma?! MHCI

9 HLA-A HLA-B HLA-C anyai HLA-C HLA-B HLA-A apai

10 HLA-A HLA-B HLA-C anyai HLA-C HLA-B HLA-A apai Minden egyed, minden magvas sejtje 6 féle MHCI molekulát fejez ki a sejtfelszínen ~6 x lehetséges egyedi kombináció 10milliárd !

11 FELTÉTELEZÉS Az összes MHC allotípus elvileg véletlenszerűen oszlik el a populációban Az különböző allél bármely másik alléllal együttesen fordulhat elő AZ MHC MOLEKULÁK POLIMORFIZMUSA AZ EMBERI POPULÁCIÓBAN ~6 x egyedi kombináció Csak az egypetéjű ikrek HLA lókuszai megegyezőek Az emberi populáció nagyon kevert (outbred) Az MHC genetika nagyon összetett POLIGENITÁS, POLIMORFIZMUS

12 A valóságban az MHC allélek NEM véletlenszerűen oszlanak el a populációban Az allélek a fajták és a vonalak között haplotípusokban szegregálódnak CAU AFR ASI Frekvencia (%) HLA-A1 HLA- A2 HLA- A3 HLA- A28 HLA- A36 Allél csoportok

13 DP DQ transz b 2 b 1 a 1 a 2 cisz transz Az MHCII öröklődése szintén kodomináns. (Mivel egy allélon (pl. DP) mindkét lánc polimorf, a kifejeződő fehérjén az anyai α lánc az apai β lánccal is párba állhat, ez a variációk számát tovább növeli. Kb különféle MHCII molekula jelenik meg az egyes sejtek felszínén.)

14 A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ MHC-PEPTID KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL T Nincs T-sejt válasz oldott Ag Sejtfelszíni natív Ag Peptid antigének Sejtfelszíni MHC- peptid komplex T-sejt válasz Sejt felszíni peptidek APC ! !

15 Az MHC molekulák peptid kötése

16 PEPTID 11 33 22 2m2m AZ I TÍPUSÚ MHC MOLEKULA TÉRSZERKEZETE MINDEN MAGVAS SEJTEN KIFEJEZŐDIK A peptid kötésért az α1 és α2 domének együttesen felelősek Egy polimorf α lánc (immungolbulin domének) és egy nem polimorf β2 mikroglobulin ! Stabilizálja a konformációt

17 22 11 22 11 PEPTID PEPTIDE A HIVATÁSOS ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEKEN (DC, makrofág, B- sejt ) JELENIK MEG AZ II TÍPUSÚ MHC MOLEKULA TÉRSZERKEZETE A peptid kötésért az α1 és β1 domének együttesen felelősek Egy polimfor α lánc és egy szintén polimorf β lánc. (immungolbulin domének) !

18 Az MHC-I molekula 8-10 aminosav hosszúságú peptideket köt A PEPTIDKÖTŐ HELY GEOMETRIÁJA  m  -lánc Peptid  -lánc  -lánc Peptid Az MHC-II molekula >13 aminosav hosszúságú peptideket köt

19 11 33 22 2m2m 22 11 22 11 Az allélikus polimorfizmus a peptid kötő helyre koncentrálódik Az MHC polimorfizmus befolyásolja 1.a peptid kötő képességet 2.A TCR általi felismerést Az allelikus vairánsok 20 aminosavban is eltérhetnek Class II (HLA-DR) Class I

20 A sejtfelszínen nem (alig) található üres, peptid nélküli MHC I A peptidkötést követően az MHC a sejt felszínére vándorol, ha a peptidkötés sikertelen, az MHC nem juthat ki a felszínre. !

21 A bekötődött peptid fixálta a konformációt, azaz nem cserélődik le A sejten belül az MHC-re kötődőtt peptid megjelenik a sejtfelszínen !

22 Egy MHC molekulákról leoldott peptidek eltérő szekvenciákkal rendelkeznek de közös motívumokat tartalmaznak Egy adott MHC I molekulához kötődő peptidek néhány pozicióban állandó aminosav mintázatot mutatnak,de egy MHC sok különböző peptid megkötésére képes PEIYSFH I AVTYKQT L PSAYSIK I RTRYTQLV NC Nem azonosak de hasonlók Y & F aromás V, L & I hidrofób A horgonyzó aminosavak oldalláncai a zsebekbe illeszkednek A közös szekvencia részlet a MOTIF (motívum) A sok peptidre jellemző közös aminosavak illeszkednek az MHC molekula szerkezetéhez HORGONYZÓ AMINOSAVAK !

23 Egy adott MHC I molekulához kötődő peptidek néhány aminosav pozicióban állandó mintázatot mutatnak,de Az eltérő (allotípusú) MHC molekulák különböző (horgonyzó aminosavakat) peptideket képesek megkötni PEIYSFH I AVTYKQT L PSAYSIK I RTRYTQLV NC SIIFNEKL APGYNPAL RGYYVQQL ! Az eltérő (polimorf) MHC molekulák különboző horgonyzó aminosavakat igényelnek)

24 Egyféle MHC sok különböző peptid megkötésére képes Különböző allotípusok különböző peptideket kötnek Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) A sejtfelszínen egy típusú MHC egy időben sok féle petidet prezentál. Vsz csak néhány MHC mutatja be az immunválaszt kiváltó peptidet T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez !

25 fehérje peptid Az MHCk által nem bemutatott fehérjék peptid Egy MHC molekula egy peptidet köt, a sejtfelszínen egy típusú MHC egy időben sok féle petidet prezentál. Vsz. csak néhány MHC mutatja be az immunválaszt kiváltó peptidet Az MHC a sejten belüli peptidek közül nem mindet, de számosat képes megkötni A bemutatásra kerülő peptidek aránya a molekulák sejten belüli koncentrációjától, és az MHC/peptid kapcsolat affinitástól függ. Fehérje mennyiség nő, pl. vírus fertőzés

26 Az allélikus polimorfizmus és a peptid kötés következményei:

27 Mi az előnye az MHC típusok sokféleségének? A patogén mikroorganizmusok osztódása lényegesen gyorsabb, mint az emberi reprodukció Adott idő alatt a patogén gének sokkal gyakrabban mutálódnak, mint az emberi gének és ezáltal gyakran kikerülhetik az MHC gének változásait Az egy sejten kifejeződő MHC típusok száma korlátozott A populációban nagy számú MHC allél-kombináció van jelen, sok variáns A variánsok eltérő peptideket képesek bemutatni, azaz eltérő kórokozók ellen jelentenek hatásos védelmet Ezek a variánsok nem feltétlenül nyújtanak védelmet az egyes egyed számára, de védik a populációt a kihalástól !

28 A FERTŐZÉSEK KIMENETELE EGY ÉS TÖBB POLIMORF MHC GÉN ESETÉN v Példa: Ha csak egyféle MHC molekula (MHC X) lenne a populációban A populációt a kihalás fenyegetné A patogén kikerüli az MHC X általi felismerést MHC XX Többféle MHC-Gén v v v v v v v v v v v v vvv v v v v v v v v v A populáció védett V – vírus fertőzés által okozott kár

29 ANTIGÉN PREZENTÁCIÓ

30 A TCR egyszerre ismeri fel az MHC-t és a peptidet ! !

31 A T-SEJTEK MHC MOLEKULÁKAT HORDOZÓ ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEK JELENLÉTÉBEN A SEJTFELSZÍNEN MEGJELENŐ ANTIGÉN EREDETŰ PEPTID – MHC KOMPLEXEKET ISMERNEK FEL AZ T Nincs T-sejt válasz oldott Ag Sejtfelszíni natív Ag Peptid antigének Sejtfelszíni MHC- peptid komplex T-sejt válasz Sejt felszíni peptidek APC ! !

32 B sejt epitópT sejt epitóp (B sejtek ismerik fel) fehérjék szénhidrátok lipidek DNS szteroidok stb. - mesterséges vegyület is lehet! szöveti vagy oldott (T sejtek ismerik fel) peptidek (8-23 aminosav) (szigorú méretbeli kötöttség!) APC által történő bemutatás szükséges (MHC) ! !

33 A sejtfelszínen nem (alig) található üres, peptid nélküli MHC I A bekötődött peptid nem cserélődik le !

34 AZ MHC KORLÁTOZÁS JELENSÉGE Egy adott T-sejt receptor egy adott MHC – peptid komplex felismerésére képes Ha ugyanaz az MHC egy másik peptidet köt, a T-sejt felismerés nem jön létre ! !

35 Endogén Ag AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE Exogén Ag Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel CD8 MHCI CD4 MHCII Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc ! !

36 AZ ANTIGÉN BEMUTATÁS/PREZENTÁCIÓ FELTÉTELEI 1.MHC molekulák kifejeződése a sejtfelszínen citotoxikus T sejt válasz 2.Az antigének intracelluláris szintézise – citotoxikus T sejt válasz 3.Fehérje antigének felvétele az extracelluláris térből – helper T sejt válasz 4.A fehérje antigének intracelluláris denaturációja/feldolgozása a T- sejtek számára 5.Az intracellulárisan feldolgozott fehérje antigének fragmentumai (peptidek) sejtfelszíni bemutatása az MHC molekulák által Az  TCR-ral rendelkező T limfociták a fehérje antigénekből származó peptidek és MHC molekulák által képzett sejtfelszíni komplexek felismerésére szakosodtak !

37 Intracelluláris peptidek bemutatása az MHCI által MHCI minden magvas sejten megjelenik

38 T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) !

39 MHCI prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, fehérjék lebomlás a citoplazmában 2a peptidek bejuttatása az endoplazmatikus retikulumba 2b MHC szintézis az endoplazmatikus retikulumban 3. peptid kötődés az MHCI-hez 4. Sejtfelszíni megjelenés

40 Proteaszóma fehérje ubiqutin oligopeptidek A sejt összes fehérjéje lebomolhat/lebomlik a proteaszómák által Az MHC molekulák a keletkező rövid peptideket kötik meg Az MHC felszínére a sejten belül kapcsolódnak a peptidek

41 Az MHC fehérjék szintézise is az ER-ban történik

42 ER membrane Lumen of ER Cytosol (Transporters associated with antigen processing (TAP1 & 2)) A transzporter 8 aminosavnál hosszabb, hidrofób C-terminálissal rendelkező peptideket pumpál be az ER-ba A peptid származhat saját vagy idegen fehérjéből TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide TAP-1 TAP-2 Peptide ER membrán ER lumen Citoplazma TAP-1 TAP-2 Peptide ATP-binding cassette (ABC) domén Hidrofób transzmembrán domén Proteaszóma által termelt citoplazmatikus peptid antigének A proteaszóma által termelt petidek az endoplazmatikus retikulumba kerülnek.

43 AZ ENDOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT Tc-sejt Proteaszóma FEHÉRJE SAJÁT ANTIGÉN TAP1/2 gp96 calnexin α-lánc α-lánc+β2mMHC+peptid MHC-I + Ag peptid MHC-I + saját peptid ZÁRTNYITOTT Az endoplazmatikus retikulumban szintetizálódó MHCI itt kapcsolódik a peptiddel Peptid SAJÁT ANTIGÉN !

44 A sejtfelszínen nem (alig) található üres, peptid nélküli MHC A bekötődött peptid fixálta a konformációt, azaz nem cserélődik le a sejtfelszínen !

45 MHC-I, proteaszóma komponensek,TAP mennyisége egyidejűleg szabályozott Pl. IFN  --immunválasz -- általi koordinált kifejeződés Több MHCI-peptid komplex kerül ki a sejtfelszínre

46 Endogén Ag CD8 MHCI Az endogén fehérjékből (saját, vírus, tumor) származó peptideket az I. típusú MHC molekulák kötik Citotoxikus, CD8+ T-sejtek ismerik fel Tc MHCI Minden magvas sejten megjelenik

47 Extracelluláris peptidek bemutatása az MHCII által

48 22 11 22 11 PEPTID PEPTIDE A HIVATÁSOS ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJTEKEN (DC, makrofág, B- sejt ) JELENIK MEG AZ II TÍPUSÚ MHC MOLEKULA TÉRSZERKEZETE A peptid kötésért az α1 és β1 domének együttesen felelősek Egy polimorf α lánc és egy szintén polimorf β lánc. (immungolbulin domének) !

49 MHCII általi bemutatás csak a professzionális antigénprezentáló sejtek által. Ezen sejtek által (speciálisan,aktívan) felvett fehérjék kerülhetnek kapcsolatba az MHCII-vel Dendritikus sejt Makrofág B-sejt ! !

50 MHCII általi bemutatás: csak a professzionális antigénprezentáló sejtek által Extracelluláris antigének bemutatása CD4+ T sejteknek Helper (segítő) T -sejtek ! !

51 T-sejtek jelenléte nem szükséges a peptidkötéshez Nem különbözteti meg a saját illetve idegen peptideket (mindent egyaránt prezentál-bemutat ) A két prezentációs út egyszerre zajlik !

52 MHCII prezentációhoz szükséges folyamatok: 1, Külső (extracelluláris) antigének felvétele 2. MHCII védelem az ER-ben, hogy intracelluláris peptid ne kötődjön hozzá 3. Invariáns lánc peptid csere az endoszómában 4. Sejtfelszíni megjelenés !

53 Korai endoszóma Késői endoszóma Fúzió a lizoszómával Kapcsolat a Golgival Endocitózis

54 Opszonizáció!!!

55 OPSZONIZÁLÁS OPSZONIN NÉLKÜL OPSZONINNAL IDŐ fagocitózis Megkönnyíti a patogén felismerését a természetes immunrendszer sejteinek Befolyásolja a válaszreakciót. Fc vagy komplement receptor ! ! Legfőbb opszoninok: Ellenanyag Komplement fragmensek Akut fázis fehérjék

56 Fagocitózis 1.Kemotaxis, patogénhez kapcsolódás 2. Bekebelezés 3. Fagoszóma formálás 4. Fagoszóma lizoszóma fúzió– fagolizoszóma 5. A mikróba enzimatikus emésztése

57 Fagocitózisra képes sejtek -Makrofágok -Dendrtitikus sejtek -Neutrofil granulociták Hivatásos antigén prezentáló sejtek -Makrofágok -Dendrtitikus sejtek -B-limfociták ! ! Nem prezentál MHCII-n keresztül Nem fagocita Csak receptor mediált endocitózis

58 Th-sejt AZ EXOGÉN ANTIGÉN BEMUTATÁSI ÚT ZÁRTNYITOTT Ii+αβ CLIP DMA/B MHC-II + Ag peptid MHC-II + saját peptid Az MHCII az invariáns lánc kötődésének köszönhetően az endoszómákba kerül, (az ER-ból) Az endoszómában hasítódik az invariáns lánc Az endoszomális DMA/B az invariáns lánc maradékát (CLIP) más peptidre cseréli

59 MHCII szintézis az ER-ben Ii nélköl nincs stabil α β lánc dimer MHCII Ii –komplex transzportja vezikulumokba c Az endoszómában az Ii hasad A HLA-DM segítségével a Ii maradék CLIP hasított petidekre hasad Az MHCII- peptid komplex transzportja a membránba MHCII expresszió, bemutatás a sejtfelszínen !

60 INVARIÁNS LÁNC (Ii) funciói: 1.Chaperon – konformáció 2.Peptidkötőhely gátlása 3.Szállító/visszatartó molekula

61 Exogén Ag Th Az exogén fehérjékből származó peptideket (extracelluláris saját, patogén, allergén) a II. típusú MHC molekulák kötik A CD4+ helper T-sejtek ismerik fel CD4 MHCII Professzionális prezentáló sejtek! DC Makrofág B-sejt ! !

62 MHC I Minden magvas sejt MHC II Professzionális antigén prezentáló sejtek Kötött peptidforrássaját vagy idegen fehérjék méret8-10 aminosav13-25 aminosav természetescitoplazmatikus és magi fehérjék ~70% MHC eredetű, membrán- és extra- celluláris fehérjék Peptid képződéshelyecitoplazmavezikulumok endo/lizoszóma MHC transzport nincsIi - irányít, visszatart ER vezikuláris rendszer speciális vezikulum CIIV MHC - peptide kölcsönhatás HelyeERspeciális vezikulum, CIIV MHC - peptid komplexek a sejtfelszínen stabil komplexek a sejt belső környezetét tükrözik stabil complexek a sejt külső környezetét tükrözik ANTIGEN ÁTALAKÍTÁS ÉS BEMUTATÁS !

63 AZ I ÉS II TÍPUSÚ MHC MOLEKULÁK KIFEJEZŐDÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSA IFNγ IFNγR A II típusú immun IFNγ fokozza az MHC expressziót Gyulladási citokinek és IFNγ hatására az MHC II expresszió egyes szöveti sejteken (endotél, asztrocita, mikroglia) is kiváltható Co-ordinated upregulation of MHC-I, TAP, LMP and MHC-II, DM, Ii

64 Antigén felfétel Antigén feldolgozás MHC szintézis MHC-peptid kapcsolat

65 Endogén Ag AZ EXOGÉN ÉS ENDOGÉN ANTIGÉNEK FELISMERÉSE Exogén Ag Th CD8 MHCI CD4 MHCII Tc A CD8 illetve CD4 a nem polimorf α3 illetve β2 doménhez kapcsolódik ! !

66 AZ MHC FUNKCIÓI –Az immunológiai saját meghatározása Saját MHC + saját peptid – egyedekként változó MHC és saját peptid –Az immunológiailag idegen meghatározása Saját MHC + idegen peptid – egyedekként változó MHC és idegen peptid –Saját fehérjékből származó peptidek prezentálása – immunológiai saját folyamatos megjelenítése –Antigénből származó peptidek prezentálása – idegen/megváltozott saját felismerése –Allogén válasz idegen MHC-val szembeni válasz (transzplantáció) Az MHC által korlátozott T-sejt felismerés következménye –Az NK sejt felismerés célpontja !

67 A VÍRUSSAL FERTŐZÖTT SEJTEK FELISMERÉSE TERMÉSZETES ÖLŐ SEJTEK ÁLTAL KAR KIR KIR – Killer Inhibitory Receptor MHC I kötődés KAR – Killer Activatory Receptor NK Target MHC+ NK KAR KIR Target MHC- ! 1.Az NK sejteket alap aktivitását citokinek, aktiváló receptorok fokozzák 2.A saját sejteken megjelenő gátló receptorok megakadályozzák a saját sejt lízisét Sejt Sejt lízise Lízis gátlása Az NK sejtek működését a célsejten jelenlévő MHC molekulák gátolhatják. (saját jelzése)


Letölteni ppt "MHC. Az MHC polimorfizmusa (Major histocompatibility complex) Polimorf gén--- több változat (allél) előfordulása az adott génszakaszon (lokuszon) Az MHC."

Hasonló előadás


Google Hirdetések