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Tiziana Alberio c/o Lab. di Biochimica e Proteomica Funzionale, 1° piano Fisiopatologia del.

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Presentazione sul tema: "Tiziana Alberio c/o Lab. di Biochimica e Proteomica Funzionale, 1° piano Fisiopatologia del."— Transcript della presentazione:

1 Tiziana Alberio c/o Lab. di Biochimica e Proteomica Funzionale, 1° piano Fisiopatologia del Sistema Immunitario Modulo di Biochimica 1 e 2 – Le molecole del sistema immunitario: Ig, MHC, TCR 3 – Il Complemento 4 – Citochine e Recettori

2 Le molecole del Sistema Immunitario

3 Regioni variabili Riconoscimento dellantigene Regioni costante funzione effettrice Catena leggera Catena pesante Nucleo strutturale simmetrico: 2 catene leggere 24 kDa 2 catene pesanti 55 o 70 kDa Ponti disolfuro

4 Catene leggere (L) e pesanti (H) La struttura della molecola è garantita da: Interazioni non covalenti tra domini Ig Ponti disolfuro tra L e H e tra le regioni C di H (cerniera) VHVH CH1CH1 CH2CH2 CH3CH3 VLVL CLCL hinge

5 Struttura generale di un anticorpo Riconoscimento dellantigene e funzioni effettrici: funzioni spazialmente separate e indipendenti

6 Esperimenti di clivaggio proteolitico cerniera: zona più suscettibile allattacco proteolitico (tra Cγ1 e Cγ2) La proteolisi con papaina genera: Fab antigen-binding, mantiene la capacità di legare lAg Fc, frammento cristallizzabile La proteolisi con pepsina interessa la regione C-term della cerniera e genera: Fab (Fab+cerniera) F(ab) 2 se vengono mantenuti S-S Fab e F(ab) 2 utili sperimentalmente: legano lAg ma non hanno funzione effettrice

7 Il dominio immunoglobulinico 110 a.a. che ripiegano in maniera indipendente 2 strati di foglietto β planare (β sandwich) ciascuno composto da 3-5 β-strands (5-10 a.a.) antiparalleli motivo a chiave greca Stabilizzato da: ponti disolfuro interazioni idrofobiche tra i due foglietti β Conservazione di specifici residui (es. Cys e Trp)

8 La superfamiglia delle immunoglobuline tutte le molecole che contengono il dominio Ig; mediano funzioni di riconoscimento, adesione e legame omologia di sequenza tutti i geni che codificano per domini Ig si sono evoluti da un gene ancestore comune Evento precoce: duplicazione genica, con divergenza esoni V e C. Evoluzione: 1) Divergenza V e C e TCR (sequenza). 2- Capacità di riarrangiare il DNA (per riconoscimento Ag) La funzione dipende dallinterazione tra domini Ig MHC TCR Ab

9 C e V in catene leggere (L) e pesanti (H) V= N-term C= C-term H: V 1 dominio C 3 o 4 domini L: V 1 dominio C 1 dominio V: la sequenza a.a. differenzia gli Ab prodotti da un clone di linfociti B

10 Segmenti ipervariabili o CDR Complementarity Determining Region: 10 a.a. CDR3 il più variabile N-termC-term

11 Regioni ipervariabili o CDR Le CDR formano delle anse esposte sulla superficie, strutture chimiche uniche SPECIFICITA Sequenze conservate adiacenti ripiegamenti del dominio Ig

12 Cause della diversificazione 1) Ricombinazione somatica del DNA: diversità combinatoria LH Organizzazione genomica nei geni delle catene leggere e pesanti nelluomo Diversi esoni per i diversi domini H

13 Cause della diversificazione 2) Diversità giunzionale 3) Inserzione della regione N VJ V J OH V GTCAATG J TdT inserisce nucleotidi Rottura del DNA + V GTCAATG J Ligazione Introne Catena HCatena L Segmenti regione V Segmenti regione D 15- Segmenti regione J 44 Diversità giunzionale ++++ Inserzione regione N ++- Mutazione Somatica ++ totale1000x15x4 = 6 x x4= 1.2 x 10 3 associazione7.2 x 10 7 Elisione di nucleotidi (nucleasi)

14 5 classi, che si differenziano per la regione C della catena pesante: IgM Catena IgD Catena IgG Catena IgA Catena IgE Catena Classi o isotipi delle Ig IgG1 Catena IgG2 Catena IgG3 Catena IgG4 Catena IgA1 Catena IgA2 Catena uguale sequenza a.a. allinterno della stessa classe o sottoclasse Sottoclassi 4C 3C Diverse funzioni EFFETTRICI

15 Classi delle Ig

16 Funzioni Effettrici Porzione Fc 1- viene riconosciuta da specifici R 2-può attivare il complemento 3- permette il trasporto attivo dellAb (latte, secrezioni, circolo fetale...)

17 IgM e IgA formano polimeri IgM e IgA possono formare multimeri Le IgM formano pentameri nel plasma Le IgA formano dimeri nelle secrezioni mucose (necessario per il trasporto attraverso gli epiteli) Contengono una coda C-term di 18 a.a. con un residuo Cys necessario alla polimerizzazione Un polipeptide aggiuntivo (J: joining) di 15 kDa favorisce la polimerizzazione legando la Cys

18 Lo switch isotipico Nel corso delle risposte umorali, il clone di linfociti B stimolato dallAg può produrre anticorpi di isotipo diverso (switch isotipico): C H cambia V, e quindi la specificità, no VDJ riarrangiato si collega ad un gene C più a valle e il DNA frapposto viene eliminato Regioni di scambio, 5 di ciascun locus C H con sequenze ripetute altemente conservate

19 Linfocita B maturo: contemporanea espressione sulla membrana di IgM e IgD, mediante splicing alternativo e poliadenilazione selettiva Linfocita B attivato: a seconda dello stimolo potrà produrre IgE, IgA o IgG Occupazione di CD40 Citochine Lo switch isotipico

20 Classi o isotipi delle Ig 2 classi (o isotipi), che si differenziano per la regione C- term della catena leggera: κ λ Ogni molecola anticorpale possiede o 2κ o 2λ C κ e C λ sono omologhe tra loro e omologhe a V κ e a V λ Non sono note differenze funzionali 60% κ e 40% λ nelluomo

21 Sito di legame per lantigene VHVH VLVL Ag Ab V L + V H 2 per ogni molecola di anticorpo

22 Legame allantigene La flessibilità degli anticorpi (grazie alla regione CERNIERA) permette il legame a porzioni di antigeni multivalenti distanti Cerniera: 10/60+ a.a. La sequenza assume una conformazione casuale; la molecola fa una torsione tra C H 1 E C H 2 La flessibilità è influenzata anche dalla capacità di V H di ruotare attorno a C H 1

23 Legame allantigene Legame reversibile e non covalente Il contributo di ciascuna forza dipende dalla struttura del sito di legame e da quella del determinante antigenico forza di legame tra un singolo sito combinatorio e un epitopo antigenico. Si esprime come costante di dissociazione (Kd). Tra e M. AFFINITA: AVIDITA: forza di legame complessiva tra Ag e Ab (aumento geometrico) (rilevante per IgM)

24 isotipi: Riconosciute da Ab anti-isotipo le immunoglobuline dello stesso isotipo di una specie allotipi: LAb riconosce in modo specifico solo alcune Ig dello stesso isotipo della stessa specie. Le differenze sono dovuti a diversi alleli per la regione C (polimorfismi) idiotipi: LAb riconosce in modo specifico la regione V dellIg LAb come Ag


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