Unità base di immunoglobuline - Catena pesante e catena leggera
Unità base di immunoglobuline - Catena pesante e catena leggera!
L'immunoglobulina è una molecola bilateralmente simmetrica composta da quattro catene polipeptidiche (Figura 9.2).
Due catene polipeptidiche sono chiamate catene pesanti e le altre due catene sono chiamate catene leggere.
Catene pesanti e catene leggere:
Le due catene polipeptidiche più grandi sono chiamate catene pesanti (H) e le due catene più piccole sono chiamate catene leggere (L). Le due catene pesanti in una molecola di immunoglobulina sono identiche. Allo stesso modo le due catene leggere in un immunoglobulina sono identiche. Queste quattro catene polipeptidiche sono tenute insieme da forze non covalenti e ponti di disolfuro interchain covalente.
Figure 9.2A e B: struttura a catena a quattro maglie di immunoglobulina.
(A) Schema schematico della struttura di base a 4 catene, (B) Schema schematico di catene pesanti e catene leggere in Immunoglobulin. Gli amminoacidi si piegano in domini. Ogni dominio consiste di circa 110 amminoacidi e un legame di disolfuro intrachain
Ciascun polipeptide a catena pesante e leggera è piegato in regioni globulari, chiamate domini. Ogni dominio può avere da 100 a 110 amminoacidi e un singolo legame di disolfuro intracainico. La catena pesante ha 4 o 5 domini, mentre la catena leggera ha 2 domini.
Regione costante e variabile di immunoglobuline:
Tra le diverse molecole di immunoglobuline, le sequenze di amminoacidi nel dominio N-terminale variano ampiamente, e quindi il dominio N-terminale è chiamato regione variabile, abbreviata V H o V L (regione variabile VH in catena pesante; regione variabile VL in catena leggera). D'altra parte, le sequenze di amminoacidi nei domini rimanenti sono relativamente costanti e quindi denominate regione costante, abbreviata C H o C L (C-regione costante di catena pesante, regione costante di CL della catena leggera).
La catena leggera di un'immunoglobulina ha una regione costante e una variabile. La catena pesante ha una regione variabile (V H ) e 3 o 4 regioni costanti (C H 1, C H 2, C H 3, C H 4) a partire dal dominio vicino a V H.
L'immunoglobulina ha una configurazione complessiva a forma di "Y" se vista schematicamente. Le catene pesanti e leggere sono allineate in parallelo. Un dominio V H si trova direttamente accanto a un dominio V L e questa coppia (V H e V L ) forma insieme un singolo sito di legame dell'antigene. L'altra coppia di domini V H e V L forma un altro sito di legame antigene.
Pertanto, un'immunoglobulina ha due siti di legame con l'antigene. Quindi l'immunoglobulina è detta bivalente rispetto al legame con l'antigene. Inoltre i due siti di legame all'antigene in una immunoglobulina sono identici rispetto alla loro specificità antigenica (cioè entrambi i siti antigene-leganti di una molecola di immunoglobulina si legano a antigeni simili).
Il sito di legame dell'antigene dell'immunoglobulina si trova nella regione variabile. Il legame dell'immunoglobulina con l'antigene è l'evento principale, che porterà alla definitiva eliminazione dell'antigene.
L'immunoglobulina combina solo con l'antigene che ha attivato la sua produzione e non si combina con altri antigeni. Questo è indicato come la specificità antigenica dell'immunoglobulina. La specificità antigenica di un'immunoglobulina è determinata da sequenze combinate dei suoi siti di legame antigene nei domini V H e V L.
Le variazioni delle sequenze di ammino aggiunte nella regione variabile rendono possibile all'ospite di rendere diverse immunoglobuline da combinare con diversi antigeni. Quindi l'ospite può proteggersi contro vari antigeni che entrano nel corpo.
Regione cerniera:
La regione cerniera è un segmento corto situato tra i domini C H 1 e C H 2. La regione cerniera consiste principalmente di cisteina e prolina. I legami disolfuro catena pesante sono formati tra i residui di cisteina delle due catene pesanti. Questa regione è più suscettibile agli attacchi enzimatici. La catena di amminoacidi nella regione di cerniera ha una struttura secondaria libera, che consente ai due bracci (contenenti i siti di legame dell'antigene) dell'immunoglobulina di muoversi relativamente liberamente l'uno rispetto all'altro.
Catena J:
L'unità di base a quattro fili di immunoglobulina è chiamata monomero. Se un'immunoglobulina ha più di una unità di base, si chiama polimero (Fig. 9.3) (dimero = due unità di base, pentamero = cinque unità di base).
io. Le immunoglobuline di superficie sulle cellule B sono sempre di natura monomerica.
ii. Le immunoglobuline secrete nei fluidi corporei appartenenti alla classe IgG, IgD e IgE sono anche monomeri.
iii. L'IgM e l'IgA nei fluidi corporei esistono generalmente come polimeri dell'unità a quattro catene di base.
Si ritiene che la catena polipeptidica aggiuntiva chiamata catena J (MW 15.000) aiuti nella polimerizzazione di IgA e IgM.
Regione ipervariabile di immunoglobuline:
I domini N-terminali della catena pesante di immunoglobulina (V H ) e della catena leggera (V L ) sono chiamati regioni variabili. Il dominio della regione variabile consiste di circa 110 sequenze di amminoacidi. Sebbene sia chiamata una regione variabile, le sequenze di amminoacidi in tutto il dominio non sono variabili. L'estrema variabilità delle sequenze si verifica solo in alcuni tratti definiti regioni ipervariabili o regioni che determinano la complementarità (CDR). Ogni regione variabile ha tre CDR (CDR1, CDR2 e CDR3) e il CDR è lungo circa 9-12 aminoacidi. I CDR nelle regioni iper variabili sono separati da sequenze di sequenze relativamente invarianti chiamate regioni di struttura (15-30 aminoacidi di lunghezza) (Figura 9.4).
Figure da 9.3A a C: diagramma schematico del monomero, dimero e pentamero delle immunoglobuline.
(A) Due catene pesanti identiche e due catene leggere identiche formano insieme l'unità di base dell'immunoglobulina, nota come monomero, (B) La molecola di immunoglobulina costituita da due unità di base (o due monomeri) collegate insieme dalla catena J è chiamata dimero, e (C) la molecola di immunoglobulina costituita da cinque unità di base (o cinque monomeri) è chiamata pentamero
Il legame con l'antigene coinvolge principalmente gli amminoacidi nella regione ipervariabile. Pertanto le sequenze nelle regioni ipervariabili determinano principalmente la specificità dell'antigene. Un singolo sito di legame dell'antigene è formato dall'opposizione di sei anelli variabili ipervariabili (cioè tre dalla catena V H e altri tre dalla catena V L ).
Figure 9.4A e B: diagramma schematico della regione ipervariabile.
(A) Il dominio N-terminale della catena pesante e della catena leggera dell'immunoglobulina è chiamato regione variabile. Ciascuna regione variabile a catene pesanti e catene leggere comprende 110 aminoacidi. L'intera sequenza di amminoacidi nella regione variabile non è variabile. L'estrema variabilità delle sequenze si verifica solo in alcuni brevi intervalli di sequenze chiamate regioni ipervariabili o regioni che determinano la complementarità (CDR), (B) Ci sono tre CDR (CDR1, CDR2 e CDR3) in ciascuna catena. Ogni CDR è lungo circa 9-12 aminoacidi. I CDR sono separati da ciascuno da tratti di sequenze relativamente invarianti chiamati regioni di struttura. Ogni regione di struttura consiste di circa 15-30 aminoacidi.
Ponti disolfuro:
I ponti di solfuro nelle molecole di Ig sono necessari per mantenere l'associazione di quattro catene di polipepfide.
io. Le catene H e L in una Ig sono tenute insieme dall'interchain bond disolfuro.
ii. I legami di disolfuro interchain tengono insieme le due catene H in una immunoglobulina. Il numero di legami disolfuro tra le due catene H varia nelle diverse classi di immunoglobuline (ad esempio, l'IgGl umano ha due ponti e l'IgG3 ha quindici ponti).
iii. Inoltre all'interno di ciascuna catena dell'immunoglobulina esiste un numero di ponti disolfuro. Questi ponti disolfuro all'interno della catena sono chiamati ponti intrachain.
