Immunglobulinok M

Az immunglobulinok M (IgM) az antitestek  egy osztálya . Az IgM molekulák a legnehezebbek ( molekulatömeg 990 kDa [1] ) és a legösszetettebb szervezetű immunglobulinok. A szabad IgM molekula egy pentamer , amelynek minden monomerje két nehéz láncból (μ-lánc) és két κ- vagy λ-típusú könnyű láncból áll . A monomerek diszulfid hidakon és J-láncon keresztül pentamerré kapcsolódnak [2] . Amikor egy antigén először belép a szervezetbe, az immunglobulinokAz összes antitest IgM-je képződik először [3] [4] . Ezenkívül ők az elsők, akik az onto- és filogenezisben jelennek meg . Emberben és más emlősökben az IgM -et a lépben található plazmasejtek szintetizálják [5] [6] . Az IgM az antibakteriális immunitásban és számos autoimmun betegségben a legaktívabb [7] .

Tanulmánytörténet

Az M immunglobulinok vizsgálata egy 1937-ben közzétett jelentéssel kezdődött, amely a pneumococcus poliszacharidokkal hiperimmunizált lovak vérében olyan antitestek megjelenéséről szól, amelyek jelentősen meghaladták a hagyományos nyúl immunglobulinok G tömegét [8] . Az új antitesteket nagy méretük miatt először "γ-makroglobulinoknak" nevezték el, és az új antitestosztály későbbi elnevezése - IgM - is a macro- előtaghoz fűződik . Az IgM populációk jellemzően nagyon heterogének, mivel a fertőző ágensek széles skáláját célozzák meg ; ez megnehezítette szerkezetük tanulmányozását. Ezt követően homogén IgM antitestek forrásait találták. Kiderült, hogy bizonyos esetekben a myeloma multiplex sejtek homogén IgM -et termelnek [9] . Az 1960-as években módszereket dolgoztak ki az immunglobulintermelő daganatok ( plazmacitómák ) kifejlődésének indukálására egerekben , amelyek lehetővé tették számos osztályba tartozó antitestek homogén populációinak előállítását, beleértve az IgM-et is [10] .

Szerkezet

Az IgM molekula öt sugárirányban elhelyezkedő monomer alegységből áll, Fc - fragmenseik a komplex közepe felé, az Fab - fragmensek pedig kifelé néznek . Mindegyik monomerben a nehéz lánc (μ-lánc) körülbelül 576 aminosavból áll (a.a.). Tartalmaz egy változó tartományt (VH-domain), amelynek hossza körülbelül 110 a. ról ről. és négy konstans domént (C-domént), amelyek rendre C μ 1, C μ 2, C μ 3 és C μ 4 jelöléssel rendelkeznek, de hiányzik a csuklórégió. Funkcionálisan részben helyettesíti a C μ 2 doménnel, amely az elsődleges szerkezetben prolin-maradékokat tartalmaz . Feltételezhető, hogy ez a domén a G és A immunglobulinok γ- és α-láncainak csuklórégiójának evolúciós prekurzora lett . Minden C-domain körülbelül 110 a-ból áll. ról ről. és körülbelül 20 AU hosszú farokrésze van . ról ről. A röntgendiffrakciós analízis szerint a C μ 2 domén prolinmaradékai olyan rugalmasságot biztosítanak az F ab fragmens számára, amely szükséges az antigéndeterminánsok kimutatásához egy antigénprezentáló vagy bakteriális sejt felszínén. Minden μ-lánc öt oligoszacharidhoz kapcsolódik, amelyek az aszparagin - maradékokhoz kapcsolódnak: egy a C μ 1 doménhez, három a C μ 3 doménhez, egy pedig a lánc farkához van „varrva” [11] . A könnyű láncokat λ- vagy κ-típus képviseli, körülbelül 220 a-t tartalmaznak. ról ről. és tartalmazza a VL változó tartományt (körülbelül 110 a. a. ) és a CL konstans tartományt (körülbelül 110 a. a. ) [12] .

A monomerek diszulfid hidakon és egy J-láncon keresztül kapcsolódnak a pentamerhez, amellyel mindegyik pentamer kölcsönhatásba lép a monomer C-terminális régiójában lokalizált cisztein-maradékkal . A J-lánc egy kicsi, savas fehérje , körülbelül 137 a.u. hosszúságú. ról ről. A J lánc két μ láncot köt össze diszulfid kötéseken keresztül. Az IgM azonban nem csak pentamer formában létezik. Ismeretes az IgM monomer formája, amely a B-limfociták felszínén található és antigénfelismerő receptorként működik , a szabad IgM pedig, amely a vérplazma része , pentamer formájában létezik. A membránmonomerek az aminosavlánc farokrészében található aminosavak számában különböznek a pentamert alkotó monomerektől [13] [14] .

Bár az IgM domináns formája emberekben és egerekben a pentamer, a karmos békákban ( Xenopus sp.) az IgM túlnyomórészt hexamer formában [15] [16] , a teleoszta halakban  pedig tetramer formában létezik. Az IgM pentamer formája a porcos halakban (pl . cápák ) is túlsúlyban van [17] [18] . Az, hogy az emberi és egér IgM miért létezik pentamer alapformában, nem világos, mivel elméletileg stabil hexamert is képezhet [19] [20] . Egereken végzett kísérletek kimutatták, hogy csak akkor képesek az IgM hexamer formáját kialakítani, ha a μ-láncok kölcsönhatása a J-lánccal lehetetlen (ha nem expresszálódik [21] vagy nincsenek cisztein-maradékok a μ -láncban a J-lánchoz való kötődéshez szükséges láncok [22] [23] ). Így egerekben a hexamerek soha nem képződnek J-láncok jelenlétében, és a pentamer forma egyaránt létezhet J-lánc jelenlétében és annak hiányában is [24] .

Különféle módszerekkel, például röntgendiffrakciós analízissel és NMR-spektroszkópiával megállapították a C μ 1 - C μ 4 domének szerkezetét, amelyek külön expresszálódnak Escherichia coli sejtekben . Más immunglobulinokhoz hasonlóan az IgM μ-lánc 7 átfedő béta-lapot tartalmaz , amelyeket interdomain diszulfid kötések stabilizálnak. Az IgM konstans régió alakja hasonló a kalapgombához , amelyben a C μ 2–C μ 3 domének „ sapkát ” alkotnak , a C μ 4 domén pedig egyfajta „ lábat ” [25] .

Funkciók

Az IgM az első olyan immunglobulin, amely szintetizálódik az emberi magzatban (körülbelül a 20. héten) [26] . Az M immunglobulinok kölcsönhatásba léphetnek a komplementrendszer C1 komponensével, és aktiválhatják a komplementrendszer klasszikus útvonalát, ami antigén opszonizációt és citolízist eredményez . Az IgM kölcsönhatásba lép a poliimmunglobulin receptor (plgR) molekulákkal, ezáltal eléri a nyálkahártyákat , például a bélnyálkahártyát , és az anyatejbe is . A J-lánc részt vesz ebben a kölcsönhatásban [27] . Szervátültetés során a recipiens szervezete az átültetett szerv ellen irányuló IgM-et termel, de nem vesz részt a transzplantátum kilökődési reakciójában, és védő szerepet játszhat [28] . Az antigénnel való kezdeti találkozáskor először az IgM képződik, ismétlődő találkozáskor is megjelennek, de kisebb mennyiségben. Az IgM nem jut át ​​a placentán (csak a G immunglobulinok jutnak át rajta). Az IgM jelenléte a vérplazmában bizonyos kórokozókkal szemben a fertőzés korai szakaszát jelzi, az újszülött vérében pedig  - méhen belüli fertőzést (például veleszületett rubeola szindróma ). Normális esetben az IgM gyakran bizonyos antigénekhez társított formában van jelen a vérplazmában, amelyek esetében ezeket néha "természetes antitesteknek" nevezik. A jelenség oka az IgM magas aviditása lehet, aminek köszönhetően az egészséges ember vérplazmájában található alacsony keresztreaktivitású antigéneket 29] kötik meg .

Jegyzetek

  1. ↑ Kabat EA AZ ANTESTEK MOLEKULÁRA TÖMEGE.  (angol)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1939. - január 1. ( 69. évf. , 1. sz.). - 103-118 . o . - doi : 10.1084/jem.69.1.103 . — PMID 19870830 .
  2. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 65.
  3. ↑ Immunoglobulin M // The American Heritage Dictionary of the English  Language . — Negyedik. - Houghton Mifflin Társaság , 2004. - ISBN 978-0618082308 .
  4. ↑ Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Walter, P.; Raff, M.; Roberts, K. 24. fejezet // A sejt molekuláris biológiája  . — 4. - Routledge , 2002. - ISBN 978-0-8153-3288-6 .
  5. ↑ Capolunghi F. , Rosado MM , Sinibaldi M. , Aranburu A. , Carsetti R. Miért van szükségünk IgM memória B-sejtekre?  (angol)  // Immunology Letters. - 2013. - május ( 152. évf. , 2. sz.). - 114-120 . o . - doi : 10.1016/j.imlet.2013.04.007 . — PMID 23660557 .
  6. ↑ Williams, N.; O'Connell, PR 62. fejezet // Bailey & Love's Short Practice of  Surgery . — 25-én. - CRC Press , 2008. - P. 1102. - ISBN 9780340939321 .
  7. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 67.
  8. ↑ Heidelberger M. , Pedersen KO AZ ANTESTEK MOLEKULÁRA TÖMEGE.  (angol)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1937. - február 28. ( 65. köt. , 3. sz.). - P. 393-414 . - doi : 10.1084/jem.65.3.393 . — PMID 19870608 .
  9. ↑ Waldenström jan. Kezdődő myelomatosis vagy "esszenciális" hiperglobulinémia fibrinogenopeniával - új szindróma?  (angol)  // Acta Medica Scandinavica. - 2009. - április 24. ( 117. évf. , 3-4. sz. ). - 216-247 . o . — ISSN 0001-6101 . - doi : 10.1111/j.0954-6820.1944.tb03955.x .
  10. ↑ Potter M. A plazmasejtes daganatok korai története egerekben, 1954-1976.  (angol)  // Advances In Cancer Research. - 2007. - Vol. 98 . - P. 17-51 . - doi : 10.1016/S0065-230X(06)98002-6 . — PMID 17433907 .
  11. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 65-66.
  12. ↑ Monica TJ , Williams SB , Goochee CF , Maiorella BL Ember-egér hibridóma által termelt humán IgM glikozilációjának jellemzése. (angol)  // Glikobiológia. - 1995. - március ( 5. köt . 2. sz .). - 175-185 . o . - doi : 10.1093/glycob/5.2.175 . — PMID 7780192 .  
  13. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 66-67.
  14. ↑ Frutiger S. , Hughes GJ , Paquet N. , Lüthy R. , Jaton JC . Disulfide bond assignment in human J chain and its kovalens pairing with immunoglobulin M.  // Biochemistry . - 1992. - december 22. ( 31. évf. , 50. sz.). - P. 12643-12647 . - doi : 10.1021/bi00165a014 . — PMID 1472500 .  
  15. ↑ Parkhouse RM , Askonas BA , Dourmashkin RR Egér immunglobulin M elektronmikroszkópos vizsgálatai; szerkezete és a redukciót követő rekonstituálása.  (angol)  // Immunológia. - 1970. - április ( 18. évf. , 4. sz.). - P. 575-584 . — PMID 5421036 .
  16. ↑ Schwager J. , Hadji-Azimi I. Mitogen-induced B-cell differenciation in Xenopus laevis.  (angol)  // Differenciálás; Biológiai sokféleség kutatása. - 1984. - 1. évf. 27 , sz. 3 . - P. 182-188 . - doi : 10.1111/j.1432-0436.1984.tb01426.x . — PMID 6334001 .
  17. ↑ Fillatreau S. , Six A. , Magadan S. , Castro R. , Sunyer JO , Boudinot P. Az Ig-osztályok és B-sejt-repertoárok elképesztő sokszínűsége teleost halakban.  (angol)  // Frontiers In Immunology. - 2013. - Kt. 4 . - P. 28-28 . - doi : 10.3389/fimmu.2013.00028 . — PMID 23408183 .
  18. ↑ Getahun A. , Lundqvist M. , Middleton D. , Warr G. , Pilström L. Influence of the mu-chain C-terminal sequence on polymerization of immunoglobulin M.   // Immunology . - 1999. - július ( 97. köt. , 3. sz.). - P. 408-413 . - doi : 10.1046/j.1365-2567.1999.00797.x . — PMID 10447761 .
  19. ↑ Dolder F. Természetes 7-S immunglobulin M előfordulása, izolálása és láncok közötti hídjai emberi szérumban.  (angol)  // Biochimica Et Biophysica Acta. - 1971. - június 29. ( 236. évf. , 3. sz.). - P. 675-685 . — PMID 4997811 .
  20. ↑ Eskeland T. , Christensen TB IgM molekulák J-lánccal és anélkül a szérumban és tisztítás után, ultracentrifugálással, elektroforézissel és elektronmikroszkóppal vizsgálva.  (angol)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 1975. - 1. évf. 4 , sz. 3 . - P. 217-228 . - doi : 10.1111/j.1365-3083.1975.tb02620.x . — PMID 807966 .
  21. ↑ Cattaneo A. , Neuberger MS Az M polimer immunglobulint nem limfoid sejtek transzfektánsai választják ki immunglobulin J lánc hiányában.  (angol)  // The EMBO Journal. - 1987. - szeptember ( 6. köt. , 9. sz.). - P. 2753-2758 . — PMID 3119328 .
  22. ↑ Davis AC , Roux KH , Shulman MJ A polimer IgM szerkezetéről. (angol)  // European Journal Of Immunology. - 1988. - július ( 18. évf. , 7. sz.). - P. 1001-1008 . - doi : 10.1002/eji.1830180705 . — PMID 3136022 .  
  23. ↑ Davis AC , Roux KH , Pursey J. , Shulman MJ . Intermolekuláris diszulfidkötés az IgM-ben: a cisztein-maradékok helyettesítésének hatásai a mu nehézláncban.  (angol)  // The EMBO Journal. - 1989. - Szeptember ( 8. köt. , 9. sz.). - P. 2519-2526 . — PMID 2511005 .
  24. ↑ Collins C. , Tsui FW , Shulman MJ Humán és tengerimalac komplement differenciális aktiválása pentamer és hexamer IgM által.  (angol)  // European Journal Of Immunology. - 2002. - június ( 32. évf. , 6. sz.). - P. 1802-1810 . - doi : 10.1002/1521-4141(200206)32:6<1802::AID-IMMU1802>3.0.CO;2-C . — PMID 12115664 .
  25. ↑ Müller R. , Gräwert MA , Kern T. , Madl T. , Peschek J. , Sattler M. , Groll M. , Buchner J. Az IgM Fc domének nagy felbontású struktúrái feltárják a hexamer képződésének alapelveit. (angol)  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye. - 2013. - június 18. ( 110. évf. , 25. sz.). - P. 10183-10188 . - doi : 10.1073/pnas.1300547110 . — PMID 23733956 .  
  26. ↑ van Furth R. , Schuit HR , Hijmans W. Az emberi magzat immunológiai fejlődése. (angol)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1965. - december 1. ( 122. évf. , 6. sz.). - P. 1173-1188 . doi : 10.1084 / jem.122.6.1173 . — PMID 4159036 .  
  27. ↑ Johansen FE , Braathen R. , Brandtzaeg P. Role of J chain in secretory immunoglobulin production.  (angol)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 2000. - szeptember ( 52. évf . 3. sz .). - P. 240-248 . - doi : 10.1046/j.1365-3083.2000.00790.x . — PMID 10972899 .
  28. ↑ McAlister CC , Gao ZH , McAlister VC , Gupta R. , Wright Jr. JR , MacDonald AS , Peltekian K. Védő anti-donor IgM termelés crossmatch pozitív máj-vese transzplantáció után.  (angol)  // Májátültetés: Az Amerikai Májbetegségek Tanulmányozó Szövetsége és a Nemzetközi Májtranszplantációs Társaság hivatalos kiadványa. - 2004. - február ( 10. évf. , 2. sz.). - P. 315-319 . - doi : 10.1002/lt.20062 . — PMID 14762873 .
  29. ↑ Jayasekera JP , Moseman EA , Carroll MC Természetes antitestek és komplement közvetítik az influenzavírus semlegesítését előzetes immunitás hiányában.  (angol)  // Journal Of Virology. - 2007. - április ( 81. évf. , 7. sz.). - P. 3487-3494 . doi : 10.1128 / JVI.02128-06 . — PMID 17202212 .

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
 Antitestek
Feltételek
Antitest osztályok