Antigén-felismerő receptorok (BCR, TCR)

Az előadások a következő témára: "Antigén-felismerő receptorok (BCR, TCR)"— Előadás másolata:

1 Antigén-felismerő receptorok (BCR, TCR)
GYTK Immunológia Genetikai Sejt- és Immunbiológiai Intézet

2 Nem antigén- specifikus antigénreceptorok
Opszonizáló receptorok Mintázat felismerő receptorok (PRR) Fc receptorok Komplement receptorok

3 Specifikus Ag felismerés = antigénreceptorok
T sejt receptor: TCR B sejt receptor: BCR (Sejtfelszínhez kötött immunglobulin) APC B Felismeri: Szolubilis és memnbránhoz kötött Ag (epitóp) Fehérje, poliszacharid, lipid, DNS, RNS Konformációs és lineáris epitópok T Felismeri: Feldolgozott antigének: peptid – MHC komplex Kizárólag peptideket (αβ TCR) lineáris epitópok

4 Hasonlóságok a TCR és a BCR között
ANTIGÉN KÖTŐHELY ANTIGÉN KÖTŐHELY ANTIGÉN KÖTŐHELY Variábilis régió (V) Konstans régió (C) Transzmembrán régió Citoplazmatikus farok Specifikus antigénkötő receptorok Variábilis és konstans régióik vannak Az Ag-kötőhelyet heterodimerek alkotják (2 különböző lánc) Lehet felszínhez kötött = BCR Lehet szolubilis Kizárólag felszínhez kötött formában létezik 4 4

5 BCR

6 Nehézlánc (H): IgG, IgM, IgA, IgE, IgD Könnyűlánc (L): k. l
-NH2 -COOH Nehézlánc (H): IgG, IgM, IgA, IgE, IgD Könnyűlánc (L): k. l 6

7 VARIÁBILIS RÉGIÓ KÖNNYŰ LÁNCOK SZÉNHIDRÁT SZÉNHIDRÁT KONSTANS RÉGIÓ NEHÉZ LÁNCOK DISZULFID HIDAK Ig DOMÉNEK

8

9 AFFINITÁS - AVIDITÁS Affinitás = az antitest kötődés erőssége
Az Ag-Ab komplex képződésének egyensúlyi állandójával (Keq) jellemezhető: Aviditás = az antigén és az antitest közötti kötőerők összege IgG IgG IgM ALACSONY AVIDITÁS NAGY AVIDITÁS NAGYON NAGY AVIDITÁS 9

10 SPECIFITÁS – KERESZT REAKTIVITÁS
Specifitás = az antitest azon képessége, hogy mennyire képes egyetlen antigént (epitópot) felismerni és ahhoz kötődni Kereszt reaktivitás = az antitest azon képessége, hogy többféle antigénhez is képes kötődni, DE CSAK ABBAN AZ ESETBEN, ha az antigéneknek van közös epitópjuk. 10

11 Ag- At kötések jellemzői
Nem kovalens kötés H-híd Van der Waals Hidrofób Elektrosztatikus Ellentétes töltések között H atomok elektronegatív atomok között Fluktuáló elektronfelhő az ellentétesen polarizált szomszédos atomok között Hidrofób csoportok és vízmolekulák között 11

12 Papain is a cysteine protease (EC 3. 4. 22
Papain is a cysteine protease (EC ) hydrolase enzyme present in papaya

13 Immunglobulin izotípus
A nehézlánc (a,g,d,m,e) a biológiai effektor funkciót határozza meg.

14 Az emberi immunglobulin izotípusok funkciói

15 Immunglobulin allotípus
1. személy 2. személy Izotípuson belüli allérvariációk. Nem befolyásolja sem az antigén kötést sem az effektor funkciót. Jelentőség: Csv transzplantáció monitorozás;apasági tesztek

16 Immunglobulin idiotípus
1. személy 2. személy Az immunglobulin egyedi Ag determinánsa; a hipervariábilis régióval függ össze Jelentőség: idiotípus – anti-idiotípus szabályozás; vakcináció; B sejt eredetű tumorok célpontja

17 Immunglobulin szupercsalád

18 Alternatív splicing Transzmembrán domén
B sejt receptor B sejt Alternatív splicing Transzmembrán domén

19 BCR komplex PLAZMA MEMBRÁN CITOPLAZMATIKUS FAROK JELÁTVITELI EGYSÉG

20 TCR

21 Figure 3-6 TCR komplex a T lymphocyták felszínén expresszálódik
ANTIGÉN FELISMERÉS a T lymphocyták felszínén expresszálódik Feladata az MHC (major histocompatibility complex) molekulák révén bemutatott peptidek felismerése heterodimerek (a/b vagy g/d) A jelátvitelt a CD3 complex közvetíti JELÁTVITEL 21 21

22 ANTIGÉN KÖTŐHELY ANTIGÉN KÖTŐHELY
Variábilis régió (V) Konstans régió (C) Transzmembrán régió Citoplazmatikus farok Keringő T sejtek  90%-a Keringő T sejtek  10%-a 22 22

23 T-cell receptor Contact amino acid Polymorphic parts of MHC molecule
Anchoring amino acids MHC groove Peptide

24 TCR KOMPLEX Járulékos peptid molekulák kötőhely Járulékos molekulák
JELÁTVITELI EGYSÉG

25 ANTIGÉN PREZENTÁLÓ SEJT
TCR JELÁTVITELI EGYSÉG

26 Th Tc CD4 – MHC-II CD8 – MHC-I
A T sejt aktiváció feltétele a TCR-CD3 complex kötődése az MHC-Ag complexhez. CD4/CD8 – MHC felismerés elengedhetetlen. APC CD4 TCR Th peptid CÉLSEJT CD8 TCR Tc peptid CD4 – MHC-II CD8 – MHC-I

27 Az emberi genom 20-22000 gént tartalmaz
Kb FÉLE Ag FELISMERÉSÉRE KÉPES AZ IMMUNRENDSZER HOGYAN KÉPES AZ IMMUNRENDSZER ENNYIFÉLE SPECIFITÁSSAL RENDELKEZŐ Ag RECEPTORT LÉTREHOZNI?

28 SZOMATIKUS GÉNÁTRENDEZŐDÉS
65 27 6 1V+1D+1J A nehézlánc lókuszán (DNS) Csontvelőben

29 V: variábilis V-régió D: diverzitás J: joining C (constans) C-régió

30 V: variábilis D: diversity J: joining IgG Könnyű lánc Nehéz lánc
constant V: variábilis D: diversity J: joining IgG Könnyű lánc Nehéz lánc

31 NEHÉZLÁNC GÉNÁTRENDEZŐDÉS TRANSZKRIPCIÓ, TRANSZLÁCIÓ

32 + függetlenül átrendeződő könnyű lánc
Immunglobulin nehéz lánc H 65 Gének száma = 98 V D J 27 helyett 6 Kombinációk száma 65 X x 6 = 10530 + függetlenül átrendeződő könnyű lánc Kappa: V(40)xJ(5) = 200 Lambda: V(30) xJ(4) = 120 10530 x 200 x 120 =

33 Az átrendeződést RAG1/RAG2 enzim komplex végzi (rekombinázok)
RAG csak a fejlődő limfocitákban expresszálódik A komplex felismer egy szignált: RSS (recombination signal sequence) és elvágja a DNS egyik szálát RSS

34 AZ ELLENANYAG-REPERTOÁR KIALAKULÁSA
Az elleanyag diverzitást fokozó mechanizmusok Az elleanyag diverzitást korlátozó mechanizmusok

35 B SEJTEK FEJLŐDÉSE s = surface

36 A m ÉS A d LÁNCOK KOEXPRESSZIÓJÁNAK MECHANIZMUSA

37

38

39 AZ ANTIGÉN-RECEPTOROK DIVERZITÁSÁNAK KIALAKULÁSI MECHANIZMUSAI

40 Allélikus exklúzió: csak egy allél expresszálódik
  Nehéz lánc ALLELIC EXCLUSION: -We have two copies (alleles) of each Ig gene – one inherited from our father and one from our mother. - In most cases, both genes are expressed. - But Antibody genes are different! …. Only one heavy chain allele and one light chain allele is expressed!!! - This is termed allelic exclusion (one allele is excluded). Once a productive arrangement is made, the other allele is suppressed - Why? To ensure that each B cell makes antibody of a single specificity. CHARACTERISTICS OF IMMUNOGLOBULIN GENE RE-ARRANGEMENT 1. Involves Allelic Exclusion. – Only one of two parental alleles of Ig is expressed in a B cell. – Either kappa or lambda light chain is expressed by a B cell (light chain isotype exclusion). 2. Ig rearrangement occurs prior to antigen exposure. • A. Heavy chain re-arrangement – Re-arrangement occurs in a precise order: – Heavy chain re-arranges before Light chain. – D-J joining occurs first to form DJ and is followed by V-DJ joining to form VDJ. – Production of µ heavy chain by re-arrangement of one allele inhibits re-arrangement on other allele. . If re-arrangement on first allele is non-productive (due to mutations, deletions or frame shifts that generate stop codons), then re-arrangement on the second allele is stimulated. . Therefore, in any antibody-producing B cell, one allele is productively rearranged and the other is either not re-arranged (in germ line configuration) or is aberrantly re-arranged.

41 SZOMATIKUS GÉNÁTRENDEZŐDÉS: tímuszban
A T-sejt előalak DNS-e : TCR β lánc gén V D J 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 2 1 Egyik T-limfocita DNS-e 4 3 Másik T-limfocita DNS-e 6 4 5 Harmadik T-limfocita DNS-e TCR β lánc kombináció: TCR β lánc kombináció : TCR β lánc kombináció : 2 1 4 3 6 4 5 + emellett a TCR  lánc is átrendeződik

42 42

43

44 SCID RAG Mutáció Granulómák a bőrön, a nyálkahártyákon és a belső szervekben, súlyos tünetek vírusfertőzést követően, EBV okozta B-sejt limfóma N Engl J Med 2008; 358: May 8, 2008