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Fisiopatologia del Sistema Immunitario Modulo di Biochimica.

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Presentazione sul tema: "Fisiopatologia del Sistema Immunitario Modulo di Biochimica."— Transcript della presentazione:

1 Fisiopatologia del Sistema Immunitario Modulo di Biochimica

2 Introduzione: lMHC MHC I e II sono strutturalmente differenti ma omologhe Sono i geni più polimorfi Sono espressi in modo codominante -Espresso su tutte le cellule nucleate (costitutivamente) -Riconosciuto da CD8+ -Espresso sulle APC (potenziato da citochine) -Riconosciuto da CD4+ TessutoMHC classe I MHC classe II Tessuto linfoide Linfociti T++++ (uomo, T attivate) Linfociti B+++ Macrofagi+++++ Langherans+++ Epiteliali timo++++ Altre cellule nucleate Neutrofili+++- Epatociti+- Reni+- Cervello+- (ecc. microglia) Eritrociti--

3 MHC di classe I Eterotrimero; 2 catene polipeptidiche associate non covalentemente: una catena α, codificata nellMHC e la catena β 2 -microglobulina non codificata nellMHC + peptide ¾ extracellulare N-term: α 1 e α 2 90 a.a., tasca di legame per il peptide 25 a.a. idrofobici: attraversamento del bilayer lipidico 30 a.a. basici, interazione con i gruppi fosfolipidici: ancoraggio alla membrana β 2 -microglobulina: interagisce con α 3, strutturalmente omologa ad un dominio Ig, non varia tra le molecole MHC I Lespressione in membrana richiede i 3 componentii legami si rafforzano β2β2 Il segmento α 3 si ripiega a formare un dominio Ig (sequenza conservata): sito di legame per il CD8

4 MHC I: tasca di legame per il peptide La tasca ospita un peptide (anche le terminazioni) di 8-11 aminoacidi in conformazione flessibile estesa. Le estremità del cleft sono chiuse e peptidi più grandi non riescono ad entrarvi C-term del peptide: residui idrofobici o acidi α 1 e α 2 interagiscono tra loro e formano una piattaforma di 8 nastri antiparalleli di foglietto β che sostengono 2 α-eliche I residui polimorfi di MHC I sono confinati in α 1 e α 2 Le interazioni non covalenti avvengono tra residui del peptide e dellMHC (foglietto β e α-eliche), spesso sono interazioni idrofobiche nelle nicchie del foglietto β e i residui àncora (1 o 2 per peptide)

5 MHC di classe II Eterotrimero: 2 catene polipeptidiche associate non covalentemente: una catena α ( kDa) e una catena β (29-32 kDa), entrambe codificate nellMHC (polimorfi) + peptide α 2 e β 2 formano domini Ig e non variano tra i vari alleli di classe II 25 a.a. idrofobici, regione transmembrana a.a. basici, e coda idrofilica β 2 : sito di legame per CD4 Le catene α di un locus (es. DR) si appaiano con catene β dello stesso locus (DR) N-term: α 1 e β 1 contengono i residui polimorfi, tasca di legame per il peptide

6 MHC II: tasca di legame per il peptide 4 nastri di foglietto β +1 α-elica: α 1 4 nastri di foglietto β +1 α-elica: β 1 I residui polimorfi di MHC II sono confinati in β 1 Le estremità della tasca sono aperte: vengono ospitati peptidi di lunghezza anche > 30 a.a. (lungh. ideale a.a.) Diversi ponti ionici e ponti H con le α- eliche Le interazioni non covalenti avvengono tra residui del peptide e dellMHC II; non tutti i peptidi hanno residui àncora

7 MHC di classe I e II: struttura Ogni individuo eterozigote esprime su tutte le cellule mononucleate 6 MHCI diversi: catene α codificate dai 2 alleli dei geni HLA-A, HLA-B e HLA-C Il numero totale di molecole MHCII espresse è 10-20, per gli appaiamenti eterologhi (es. DRα di un cromosoma con DRβ dellaltro)

8 MHC di classe I e II: CDR

9 MHC di classe I e II: legame al peptide MHC classe I MHC classe II Potenziale elettrostatico: positivo, negativo I peptidi e le molecole dacqua associate riempiono interamente la tasca Differenti alleli favoriscono il legame di peptidi diversi (e quindi la possibilità di presentarli ai linfociti T) Al riconoscimento antigenico (TCR) contribuiscono: residui esposti del peptide specificità residui dellMHC restrizione MHC

10 Interazione peptide-MHC Una proteina per evocare una risposta immunitaria deve contenere peptidi che possano legarsi alle molecole MHC I peptidi hanno in comune caratteristiche strutturali (es. lunghezza) linterazione è saturabile a bassa affinità (Kd= k off /k on M con k on e k off basse, per avere uninterazione che permette linterazione con il TCR) Le molecole MHC mostrano promiscuità; la specificità viene garantita dal TCR Le molecole MHC non distinguono tra self e non- self; la sorveglianza è data dai linfociti T

11 Introduzione: TCR Recettore per lantigene dei linfociti T helper (CD4+) e citotossici (CD8+) Eterodimero costituito da due catene transmembrana, α e β, legate covalentemente (S-S) La parte esterna è simile al Fab: TCR e Ab sono strutturalmente simili MA: Il TCR non viene prodotto in forma solubile Il TCR è monovalente Non svolge autonomamente funzioni effettrici Non esiste lo scambio isotipico (C non cambia) Non esiste la maturazione dellaffinità (non ci sono mutazioni somatiche nelle regioni V)

12 Organizzazione dei geni del TCR 1) Ricombinazione somatica 2) Diversità giunzionale 3) Inserzione della regione N

13 Introduzione: TCR Dominio Ig variabile (V) Dominio Ig costante (C) Regione cerniera con Cys Regione idrofobica transmembrana con presenza di Lys (α) e Lys e Arg (β) per interazione con CD3 e ζ Breve regione citoplasmatica (5-12 a.a.) troppo breve per trasdurre il segnale (CD3, ζ, CD28...)

14 Differenze rispetto alle Ig Forma simile a una Ig ma più corta e larga Maggiore flessibilità tra C e V perché porzione più estesa Cα non è un vero dominio Ig: la metà che si rivolge al Cβ forma un foglietto β (simile a Ig), laltra metà contiene β strands non impaccati e un segmento di α elica Il legame tra Cα e Cβ è dovuto anche ai carboidrati su Cα (legami H con foglietto β di Cβ) V αV L e V βV H Alcune differenze di orientamento nei CDR

15 Riconoscimento dellMHC-peptide

16 Il riconoscimento è mediato dalle CDR della catena α e β, in cui si concentra la variabilità 3 CDR della catena α si giustappongono a 3 CDR della catena β (β : una quarta CDR per il riconoscimento dei superantigeni), superficie planare CDR3 la più variabile è posizionata in corrispondenza del centro del peptide legato allMHC CDR1 e CDR2 contatto con lMHC Laffinità del TCR per MHC/peptide è bassa (Kd ; Ag/Ab Kd fino a M); lemivita 1-10s. Per questo sono necessarie le molecole accessorie per avere una risposta biologica CDR1 e 2 CDR4 CDR3 MHC

17 Riconoscimento del superAg Vβ contiene CDR4 I superAg stimolano tutti i linfociti T che esprimono una determinata regione Vβ nel loro TCR (non sono mitogeni ma nemmeno Ag comuni) Si legano a MHC di classe II (codificati da diversi alleli), NON nella tasca di presentazione dellAg Ogni enterotossina aggrega 2 MHC 2 TCR

18 I corecettori: CD4 e CD8 Glicoproteine transmembrana della superfamiglia delle Ig Funzione simile ma struttura diversa Motivo per cui i T CD4+ riconoscono MHCII e CD8+ MHCI CD4: 4 domini Ig extracellulari, una regione transmembrana idrofobica, e 38 a.a. (molti basici) citoplasmatici Mediante D1 e D2 (N- term) si lega al dominio non polimorfo β2 dellMHC II, D1-D2 fortemente impaccati e separati da D3- D4 da una regione cerniera La regione intracellulare interagisce fortemente con una tirosina chinasi Lck, per la trasduzione del segnale D1 Ig D2

19 I corecettori: CD4 e CD8 Glicoproteine transmembrana della superfamiglia delle Ig Funzione simile ma struttura diversa CD8: eterodimero, 2 catene omologhe CD8α e CD8β legate da S-S Un dominio Ig extracellulare, polipeptide esteso, una regione transmembrana idrofobica, e 25 a.a. (molti basici) citoplasmatici La regione extracellulare è altamente glicosilata per proteggere il CD8 dallattacco delle proteasi e per mantenerlo esteso Il dominio Ig interagisce con il dominio non polimorfo α3 di MHC I La regione intracellulare interagisce fortemente con una tirosina chinasi Lck, per la trasduzione del segnale

20 I corecettori: CD4 e CD8


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