Bài giảng Kháng thể - Globulin miễn dịch - Đỗ Minh Quang

KHÁNG THỂ GLOBULIN MIỄN DỊCH  	 Ths. Đỗ Minh Quang 
MỤC TIÊU 
1. Trình bày được cấu trúc cơ bản của phân tử globulin miễn dịch. 
2. Giải thích hai thuộc tính: tính đặc hiệu kháng nguyên và hoạt tính sinh học trong một phân tử kháng thể. 
3. Phân biệt được isôtip, allotip và iđiôtip. 
4. So sánh các đặc điểm khác nhau của các lớp globulin miễn dịch. 
Mở Đầu 
Globulin miễn dịch là phân tử cĩ khả năng kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên 
Kháng thể cĩ ở huyết tương, thể dịch, trên các lympho B 
Kháng thể được tạo ra ngẫu nhiên, độc lập với kháng nguyên 
Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể 
Cấu trúc chuỗi nhẹ và chuỗi nặng 
 Xử lý IgG1 bằng papain: 
2 mảnh Fab 
	1 mảnh Fc 
 Xử lý IgG1 bằng pepsin 
	F(ab)’2 
	mảnh nhỏ 
 Xử lý với mercapto ethanol 
	2 chuỗi nặng (H) 
	2 chuỗi nhẹ (L) 
Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể 
* 2 dạng chuỗi nhẹ: Kappa ( ќ ) và Lamda (λ ) 
* 5 lớp chuỗi nặng: γ , δ , ε , μ , α 
* Trong ph â n t ử kh á ng th ể , hai chu ỗ i n ặ ng v à hai chu ỗ i nh ẹ h ịa n t ịa n gi ố ng nhau. 
VD: IgG c ĩ γ 2 Ќ 2 ho ặc γ 2 λ 2 
Các domen của cấu tạo phân tử kháng thể 
Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể 
 Các cầu disulfur trong chuỗi phân bố từ 100 – 110 a.amin làm cho các chuỗi polypeptid của phân tử kháng thể cuộn lại thành các búi gọi là domen 
 Chuỗi nhẹ cĩ 2 domen V L và C L chuỗi nặng cĩ 4 domen V H , C H1 , C H2 , C H3 (IgM và IgE cĩ thêm C H4 ) 
 Domen C L và C H là các domen cĩ các a.amin tương đối hằng định 
 Domen V H và V L là 2 domen cĩ a.amin cĩ tần suất thay đổi lớn. 
Các vùng siêu biến 
Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể 
Trong các vùng thay đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ, một số đọan polipeptip cĩ tần suất thay đổi vượt trội gọi là vùng siêu biến 
Các vùng siêu biến gần các a.amin ở vị trí 30,50,95 
 Vùng thay đổi của chuỗi nhẹ và chuỗi nặng được sắp xếp sao cho các vùng siêu biến ở gần nhau tạo một cấu trúc bề mặt để kết hợp với kháng nguyên 
Các Khác Biệt trong Các Loại Kháng Thể 
Isotip của kháng thể 
- Khác biệt về Isotip là do cấu trúc của chuỗi nặng của các kháng thể khác nhau 
- Cĩ 5 lớp kháng thể IgA, IgD, IgG, IgM, IgE 
 IgG 
 Chiếm 70-75% tổng lựơng kháng thể 
 Hệ số lắng 7S, trọng lượng phân tử 146000 
 Phân bố nội mạch, ngoại mạch. 
 Là kháng thể chính của đáp ứng miễn dịch thứ phát 
 Cĩ 4 dưới lớp IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 
IgG3 
IgG1 
 IgM 
 Trọng lượng phân tử 900000, hệ số lắng 19S 
 Dạng Pentamer gồm 5 đơn vị phân tử Globulin miễn dịch liên kết nhau bởi cầu disulfur giữa các domen CH3 
 Chuỗi phụ J và nhiều đơn vị Oligosaccharide liên kết với chuỗi μ 
 IgA 
 Trọng lượng phân tử 380.000 gồm 1 đơn vị IgA, một mảnh S và một chuỗi J, hệ số lắng 11S 
 IgA là kháng thể chủ yếu trong dịch tiết 
 Cĩ 2 dưới lớp IgA1 (93%) và IgA2 (7%) 
 IgD 
 Chiếm <1% tổng lượng KT 
 TLPT 180000, HSL 7S 
 IgD cĩ trên bề mặt Lympho B cĩ vai trị như 1 thụ thể kháng nguyên của Lympho B 
 IgE 
- TLPT 200000, HSL 7S 
 Chuỗi nặng cĩ 5 domen VH, C ε 1, C ε 2 , C ε 3 , C ε 4 
 Chuỗi nặng ε c ĩ ái l ực cao v ớ i th ụ th ể tr ê n b ề m ặt t ế b à o mast v à t ế b à o á i ki ề m. 
Các khác biệt trong các loại kháng thể 
Alotip của kháng thể 
Do sự khác biệt về gien giữa các cá thể trong cùng một lồi 
Các alotip nằm trong vùng hằng định và cĩ sự khác biệt nhau chỉ ở 1 hay 2 a.amin 
Một số dấu ấn alotip 
 . Chuỗi nặng γ của IgG gọi là Gm 
 . Chuỗi nặng α của IgA gọi là Am 
 . Chuỗi nhẹ Kappa gọi là Km 
Các khác biệt trong các loại kháng thể 
Idiotip của kháng thể 
Vùng V H và V L cũng cĩ cấu trúc khơng gian đặc hiệu của chính nĩ 
Khi dùng kháng thể của một con vật làm kháng nguyên để gây miễn dịch cho một con vật khác đồng gien cĩ thể tạo ra kháng thể chống với phần đặc hiệu này 
Idiotip là đặc hiệu của globulin miễn dịch đối với các epitop nhất định cĩ trong 1 cá thể 
Trong 1 cơ thể cũng cĩ các kháng thể kháng lại Idiotip của chính mình, hình thành mạng tương tác Idiotip – Anti idiotip. 
Chức năng của kháng thể 
Phân tử kháng thể gồm 2 chức năng riêng biệt 
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên do phần Fab quyết định 
Chức năng sinh học do phần Fc quyết định các thuộc tính sinh học của kháng thể 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên 
- Do vùng VH và VL tham gia, đặc biệt là các a.amin của 3 vùng siêu biến 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên (tt) 
- Sự kết hợp kháng nguyên kháng thể chỉ cĩ các liên kết khơng đồng hĩa trị tham gia 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên (tt) 
Phản ứng kháng nguyên kháng thể là khả hồi 
Một kháng thể nhất định cĩ thể kết hợp với một hay nhiều etitop cĩ cấu hình khơng gian tương tự 
Một etitop cũng cĩ thể kết hợp với một hay nhiều vị trí kết hợp kháng nguyên của các phân tử kháng nguyên khác nhau 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng sinh học của các kháng thể 
Quá trình giáng hĩa 
- Tốc độ giáng hĩa phụ thuộc vào domen CH2 
- IgG cĩ thời gian bán hủy là 23 ngày 
- IgA và IgM cĩ thời gian bán hủy là 5 đến 7 ngày 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng sinh học của các kháng thể 
Di chuyển qua nhau thai 
IgG (trừ IgG2) là kháng thể duy nhất qua được nhau thai nhờ đĩ mẹ truyền khả năng miễn dịch cho bào thai 
Cơ chế vận chuyển IgG nhờ phần Fc 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng sinh học của các kháng thể 
3. Cố định bộ thể: 
Theo đường cổ điển: IgG1, IgG2, IgG3, và IgM cĩ thụ thể với C1q. Thụ thể này nằm ở CH2, được ẩn dấu khi chưa cĩ gì, nhưng trở nên hoạt động khi kháng thể kết hợp với kháng nguyên 
Theo con đường tắt được hoạt hĩa bởi IgG hay IgA vĩn tụ nhờ cố định C3b 
Chức năng của kháng thể 
Chức năng sinh học của các kháng thể 
3. Cố định trên tế bào nhờ các thụ thể trên tế bào 
- Thụ thể với IgG (Fc γ RI), (Fc γ RII), (Fc γ RIII) 
 . Cĩ trên BC đơn nhân BC trung tính, tế bào giết tự nhiên, Lympho B và Lympho T 
 . Làm Trung gian cho một số chức năng sinh học như hiện tượng thực bào, phản ứng độc tế bào phụ thuộc kháng thể 
- Thụ thể với IgE tìm thấy trên tế bào mast, basophil, (Fc ε RI), trên Lympho cyt, monocyt, eosinophil (Fc ε RII) 
Gen của phân tử kháng thể 
Gien của chuỗi nặng của phân tử globulin miễn dịch 
Gen của phân tử kháng thể 
Gen của phần V H 
Cĩ 3 nhĩm gen nhỏ cách nhau 
 . Gen V cĩ 87 gen nhỏ trong đĩ cĩ 55 gen hoạt động 
 . Gen D cĩ 30 gen nhỏ 
 . Gen J cĩ 6 gen nhỏ 
Ở các Lympho B cĩ sự sắp xếp lại các gen này 
 . Khởi đầu 1 gen D với 1 gen J  DJ 
 . Tiếp theo ghép 1 gen V vào DJ VDJ 
 . Sự ghép nối này ngẫu nhiên nên khả năng tạo ra một sự khác nhau của V H là 
55 (V) X 30 (D) X 6 (J) = 10000 
Khi hình thành cụm VDJ thì khơng cĩ sự ghép nối nào xảy ra nũa dối với phần V H 
Gen của phân tử kháng thể 
Gen của phần V L 
Phần VL của chuỗi Kappa cĩ hai nhĩm gen 
 . Gen V gồm 35 gen nhỏ 
 . Gen J gồm 5 gen nhỏ 
- Ở tế bào Lympho Bcĩ sự sắp xếp các gen nhỏ này một cách ngẫu nhiên nên khả năng đa đang của V L sẽ là 
35 (V) x 5 (J) = 175 
Gen của phân tử kháng thể 
Cơ chế hình thành tính đa dạng của vị trí kết hợp kháng nguyên 
- Do vị trí kết hợp kháng nguyên dược hình thành do sự phối hợp V H va V L nên khả năng đa dạng của V H và V L sẽ là 
10 4 (V H ) x175 (V L K) = 1,75 x 10 6 
Sự đa dạng cịn được tăng lên do 
 Thay đổi vài nucleotid lúc ghép nối 
 Thay đổi do ghép thêm vài Nucleotid 
 Thay đổi do đột biến 
- Nếu tính chung các cơ chế thì khả năng tạo ra một đặc hiệu của vị trí kết hợp kháng nguyên cĩ thể > 10 9 
Gen của phân tử kháng thể 
Sự chuyển lớp các Globulin miễn dịch 
Đầu tiên việc chép mã bao gồm phần V H với phần hằng định của 2 chuỗi nặng μ v à δ nh ư ng khi sao ch é p th à nh ARN th ì c ĩ 2 d ạng ho ặ c μ ho ặc δ 
IgM v à IgD là hai l ớ p kh á ng th ể h ì nh th à nh đầu ti ê n tr ê n Lympho B c ĩ vai tr ị nh ư th ụ th ể kh á ng nguy ê n. 
Khi Lympho B được khich th ích b ở i kh áng nguy ê n đặc hi ệu v à c ác t í nh hi ệ u gi ú p đỡ t ừ Lympho T, ph ầ n V H s ẽ t ổ h ợp v ớ i c á c l ớ p v à d ưới l ớ p c ủa c ác chu ỗ i n ặng kh á c nhau t ùy đ i ề u ki ệ n 
V ì v ậy m ột đặc hi ệ u kh án g nguy ê n nh ấ t định (Do V H và V L ) c ĩ th ể chuy ể n t ừ l ớ p n à y sang l ớ p kh á c 
Gen của phân tử kháng thể 
Trình tự sắp xếp lại các gen của các chuỗi và hiện tượng loaị trừ allele 
- Các gen của chuỗi nặng, chuỗi nhẹ Kappa và Lamda nằm trên 3 nhiễm sắc thể khác nhau 
- Các gen chuỗi nặng sắp xếp trước kế đến là 2 chuỗi nhẹ Kappa. Chuỗi nhẹ lamda chỉ được sắp xếp khi chuỗi Kappa bị sai lệch 
- Mỗi tế bào tương bào chỉ sản xuất một loại globulin miễn dịch hịan tịan giống nhau vì khi sắp xếp lại các gen nếu cĩ kết quả thì sẽ cĩ hiên tượng ức chế sự sắp xếp lai các gen tương ứng. Đây là sự loại trừ allele