Immunoglobuliinit M

Immunoglobuliinit M (IgM)  ovat vasta-aineiden luokka . IgM- molekyylit ovat raskaimmat ( molekyylipaino 990 kDa [1] ) ja monimutkaisimmin organisoituneet immunoglobuliinit. Vapaa IgM-molekyyli on pentameeri , jonka jokainen monomeeri koostuu kahdesta raskasketjusta (μ-ketjusta) ja kahdesta κ- tai λ-tyypin kevyestä ketjusta . Monomeerit on kytketty pentameeriksi disulfidisillan ja J-ketjun [2] kautta . Kun antigeeni tulee kehoon ensimmäistä kertaa, IgM- immunoglobuliinit muodostuvat ensimmäisinä kaikista vasta-aineista [3] [4] . Lisäksi ne ovat ensimmäisiä, jotka esiintyvät onto- ja filogeneesissä . Ihmisillä ja muilla nisäkkäillä IgM :ää syntetisoivat pernassa sijaitsevat plasmasolut [5] [6] . IgM:t ovat aktiivisimpia antibakteerisessa immuniteetissa ja useissa autoimmuunisairauksissa [7] .

Opiskeluhistoria

Immunoglobuliinien M tutkimus alkoi vuonna 1937 julkaistulla raportilla, joka koski pneumokokkipolysakkarideilla hyperimmunisoitujen hevosten veressä vasta - aineita, jotka ylittivät merkittävästi tavanomaisten kanin immunoglobuliinien G massan [8] . Suuren kokonsa vuoksi uusia vasta-aineita kutsuttiin ensin "y-makroglobuliineiksi", ja myös uuden vasta-aineluokan myöhempi nimi - IgM - liitetään etuliitteeseen makro- . Tyypillisesti IgM- populaatiot ovat hyvin heterogeenisiä, koska ne kohdistuvat monenlaisiin tartunta - aineisiin; Tämä vaikeutti niiden rakenteen tutkimista. Myöhemmin löydettiin homogeenisten IgM-vasta-aineiden lähteitä. Kävi ilmi, että joissakin tapauksissa multippeli myeloomasolut tuottavat homogeenista IgM :ää [9] . 1960-luvulla kehitettiin menetelmiä immunoglobuliinia tuottavien kasvainten ( plasmasytoomien ) kehittymisen indusoimiseksi hiirissä , mikä mahdollisti monien luokkien, mukaan lukien IgM:n, homogeenisten vasta-ainepopulaatioiden saamiseksi [10] .

Rakenne

IgM-molekyyli koostuu viidestä monomeerisestä alayksiköstä , jotka sijaitsevat säteittäisesti, ja niiden Fc -fragmentit on suunnattu kompleksin keskustaan ​​ja F ab -fragmentit ulospäin. Jokaisessa monomeerissä raskas ketju (μ-ketju) sisältää noin 576 aminohappotähdettä (a.a.). Se sisältää muuttuvan domeenin (VH-domain), jonka pituus on noin 110 a. noin. ja neljä vakiodomeenia (C-domeenia), merkitty C μ 1, C μ 2, C μ 3 ja C μ 4, tässä järjestyksessä, mutta niistä puuttuu sarana-alue. Toiminnallisesti se on osittain korvattu C μ 2 -domeenilla, joka sisältää proliinitähteitä primäärirakenteessa . Oletetaan, että tästä domeenista tuli immunoglobuliinien G ja A y- ja a-ketjujen sarana-alueen evolutionaarinen esiaste . Jokainen C-domain koostuu noin 110 a:sta. noin. ja siinä on noin 20 AU pitkä hännän osa. noin. Röntgendiffraktioanalyysin mukaan proliinitähteet C μ 2 -domeenissa tarjoavat Fab - fragmentille joustavuuden, joka on tarpeen antigeenideterminanttien havaitsemiseksi antigeeniä esittelevän tai bakteerisolun pinnalla. Jokainen μ-ketju liittyy viiteen oligosakkaridiin , jotka on kiinnittynyt asparagiinitähteisiin : yksi on "ommeltu" C μ 1 -domeeniin, kolme C μ 3 -domeeniin ja yksi ketjun häntään [11] . Kevyet ketjut edustavat λ- tai κ-tyyppiä, sisältävät noin 220 a. noin. ja sisältävät muuttuvan domeenin VL (noin 110 a. a. ) ja vakioalueen CL (noin 110 a. a. ) [12] .

Monomeerit on liitetty pentameeriin disulfidisillan ja J-ketjun kautta, jonka kanssa kukin pentameeri on vuorovaikutuksessa monomeerin C-pään alueelle sijoittuvan kysteiinitähteen kanssa. J-ketju on pieni, hapan proteiini , jonka pituus on noin 137 au. noin. J-ketju yhdistää kaksi μ-ketjua disulfidisidoksilla. IgM ei kuitenkaan ole olemassa vain pentameerisessa muodossa. Tunnetaan IgM:n monomeerinen muoto, joka sijaitsee B-lymfosyyttien pinnalla ja toimii antigeenin tunnistavana reseptorina , ja vapaa IgM, joka on osa veriplasmaa , esiintyy pentameerin muodossa. Kalvomonomeerit eroavat pentameerin muodostavista monomeereistä aminohappotähteiden lukumäärällä aminohappoketjun häntäosassa [13] [14] .

Vaikka IgM:n hallitseva muoto ihmisillä ja hiirillä on pentameeri, kynsisammakoissa ( Xenopus sp.) IgM esiintyy pääasiassa heksameerisessä muodossa [15] [16] ja teleost  -kaloissa tetrameerimuodossa . IgM:n pentameerinen muoto on vallitseva myös rustoisissa kaloissa (esim . haissa ) [17] [18] . Syy siihen, miksi ihmisen ja hiiren IgM on olemassa pentameerin perusmuodossa, ei ole selvä, koska teoriassa se voi myös muodostaa stabiilin heksameerin [19] [20] . Hiirillä tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että ne voivat muodostaa IgM:n heksameerisen muodon vain, jos μ-ketjujen vuorovaikutus J-ketjun kanssa on mahdotonta (jos se ei ilmene [21] tai μ-ketjussa ei ole kysteiinijäämiä J-ketjuun sitoutumiseen tarvittavat ketjut [22] [23] ). Siten hiirissä heksameerejä ei koskaan muodostu J-ketjujen läsnä ollessa, ja pentameerinen muoto voi esiintyä sekä J-ketjun läsnä ollessa että sen puuttuessa [24] .

Käyttämällä erilaisia ​​menetelmiä, kuten röntgendiffraktioanalyysiä ja NMR-spektroskopiaa , määritettiin C μ 1 - C μ 4 -domeenien rakenne, jotka ekspressoitiin erikseen Escherichia coli -soluissa . Kuten muutkin immunoglobuliinit, IgM-μ-ketju sisältää 7 päällekkäistä beeta-arkkia , jotka ovat stabiloituneet domainien välisillä disulfidisidoksilla. IgM-vakioalue on muodoltaan samanlainen kuin korkkisienen , jossa C μ 2–C μ 3 -domeenit muodostavat " korkin " ja C μ 4 -domeeni eräänlaisen " jalan " [25] .

Toiminnot

IgM ovat ensimmäiset immunoglobuliinit, jotka alkavat syntetisoitua ihmissikiössä (noin 20. viikolla) [26] . Immunoglobuliinit M voivat olla vuorovaikutuksessa komplementtijärjestelmän C1 -komponentin kanssa ja aktivoida komplementtijärjestelmän klassisen reitin, mikä johtaa antigeenin opsonisaatioon ja sytolyysiin . IgM on vuorovaikutuksessa polyimmunoglobuliinireseptorin (plgR) molekyylien kanssa saavuttaen siten limakalvojen , kuten suolen limakalvon , ja myös rintamaitoon . J-ketju on mukana tässä vuorovaikutuksessa [27] . Elinsiirron aikana vastaanottajan keho tuottaa IgM:ää, joka on suunnattu siirrettyä elintä vastaan, mutta ne eivät osallistu siirteen hylkimisreaktioon ja voivat toimia suojaavana roolina [28] . Ensimmäisessä kohtaamisessa antigeenin kanssa muodostuu ensin IgM, joita esiintyy myös toistuvissa kohtaamisissa, mutta pienempiä määriä. IgM ei kulje istukan läpi (vain immunoglobuliinit G kulkevat sen läpi). IgM:n esiintyminen veriplasmassa tiettyjä taudinaiheuttajia vastaan ​​viittaa infektion alkuvaiheeseen ja vastasyntyneen veressä kohdunsisäiseen  infektioon (esimerkiksi synnynnäinen vihurirokkooireyhtymä ). Normaalisti IgM on usein läsnä veriplasmassa muodossa, joka liittyy tiettyihin antigeeneihin, joille niitä joskus kutsutaan "luonnollisiksi vasta-aineiksi". Syynä tähän ilmiöön voi olla IgM:n korkea aviditeetti , jonka vuoksi ne sitovat antigeenejä, joilla on alhainen ristireaktiivisuus , joita löytyy terveen ihmisen veriplasmasta [29] .

Muistiinpanot

  1. ↑ Kabat EA VASTAI-AINEIDEN MOLEKUURIPAINO.  (Englanti)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1939. - 1. tammikuuta ( nide 69 , nro 1 ). - s. 103-118 . - doi : 10.1084/jem.69.1.103 . — PMID 19870830 .
  2. ↑ Galaktionov, 2004 , s. 65.
  3. ↑ Immunoglobuliini M // The American Heritage Dictionary of the  Englanti . — Neljäs. - Houghton Mifflin Company , 2004. - ISBN 978-0618082308 .
  4. ↑ Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Walter, P.; Raff, M.; Roberts, K. Luku 24 // Molecular Biology of the  Cell . – 4. - Routledge , 2002. - ISBN 978-0-8153-3288-6 .
  5. ↑ Capolunghi F. , Rosado MM , Sinibaldi M. , Aranburu A. , Carsetti R. Miksi tarvitsemme IgM-muisti-B-soluja?  (englanniksi)  // Immunology Letters. - 2013. - Toukokuu ( osa 152 , nro 2 ) - s. 114-120 . - doi : 10.1016/j.imlet.2013.04.007 . — PMID 23660557 .
  6. ↑ Williams, N.; O'Connell, PR Luku 62 // Bailey & Love's Short Practice of  Surgery . – 25. - CRC Press , 2008. - P. 1102. - ISBN 9780340939321 .
  7. ↑ Galaktionov, 2004 , s. 67.
  8. ↑ Heidelberger M. , Pedersen KO VASTA-AINEIDEN MOLEKUURIPAINO.  (Englanti)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1937. - 28. helmikuuta ( nide 65 , nro 3 ). - s. 393-414 . - doi : 10.1084/jem.65.3.393 . — PMID 19870608 .
  9. ↑ Waldenström tammi. Alkava myelomatoosi tai "välttämätön" hyperglobulinemia fibrinogenopenialla - uusi oireyhtymä?  (englanniksi)  // Acta Medica Scandinavica. - 2009. - 24. huhtikuuta ( nide 117 , nro 3-4 ). - s. 216-247 . — ISSN 0001-6101 . - doi : 10.1111/j.0954-6820.1944.tb03955.x .
  10. ↑ Potter M. Hiirten plasmasolukasvainten varhainen historia, 1954-1976.  (englanniksi)  // Advances In Cancer Research. - 2007. - Voi. 98 . - s. 17-51 . - doi : 10.1016/S0065-230X(06)98002-6 . — PMID 17433907 .
  11. ↑ Galaktionov, 2004 , s. 65-66.
  12. ↑ Monica TJ , Williams SB , Goochee CF , Maiorella BL Ihmisen ja hiiren hybridooman tuottaman ihmisen IgM:n glykosylaation karakterisointi. (englanniksi)  // Glykobiologia. - 1995. - maaliskuu ( osa 5 , nro 2 ) . - s. 175-185 . - doi : 10.1093/glycob/5.2.175 . — PMID 7780192 .  
  13. ↑ Galaktionov, 2004 , s. 66-67.
  14. ↑ Frutiger S. , Hughes GJ , Paquet N. , Lüthy R. , Jaton JC Disulfidisidoksen määrittäminen ihmisen J-ketjussa ja sen kovalenttinen pariutuminen immunoglobuliini M.:n kanssa  // Biochemistry . - 1992. - 22. joulukuuta ( osa 31 , nro 50 ). - P. 12643-12647 . - doi : 10.1021/bi00165a014 . — PMID 1472500 .  
  15. ↑ Parkhouse RM , Askonas BA , Dourmashkin RR Hiiren immunoglobuliini M:n elektronimikroskooppiset tutkimukset; rakenne ja uudelleenmuodostaminen pelkistyksen jälkeen.  (englanniksi)  // Immunologia. - 1970. - huhtikuu ( osa 18 , nro 4 ) . - s. 575-584 . — PMID 5421036 .
  16. ↑ Schwager J. , Hadji-Azimi I. Mitogeenin aiheuttama B-solujen erilaistuminen Xenopus laevisissa.  (englanti)  // Eriyttäminen; Biologisen monimuotoisuuden tutkimus. - 1984. - Voi. 27 , ei. 3 . - s. 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. Ig-luokkien ja B-solujen repertuaarien hämmästyttävä monimuotoisuus teleost-kaloissa.  (englanti)  // Frontiers In Immunology. - 2013. - Vol. 4 . - s. 28-28 . - doi : 10.3389/fimmu.2013.00028 . — PMID 23408183 .
  18. ↑ Getahun A. , Lundqvist M. , Middleton D. , Warr G. , Pilström L. Mu-ketjun C-terminaalisen sekvenssin vaikutus immunoglobuliini M.:n polymerointiin   // Immunology . - 1999. - heinäkuu ( osa 97 , nro 3 ) . - s. 408-413 . - doi : 10.1046/j.1365-2567.1999.00797.x . — PMID 10447761 .
  19. ↑ Dolder F. Luonnollisen 7-S-immunoglobuliini M:n esiintyminen, eristäminen ja ketjujen väliset sillat ihmisen seerumissa.  (englanniksi)  // Biochimica Et Biophysica Acta. - 1971. - 29. kesäkuuta ( nide 236 , nro 3 ). - s. 675-685 . — PMID 4997811 .
  20. ↑ Eskeland T. , Christensen TB IgM-molekyylit J-ketjulla ja ilman J-ketjua seerumissa ja puhdistuksen jälkeen, tutkittu ultrasentrifugoinnilla, elektroforeesilla ja elektronimikroskopialla.  (Englanti)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 1975. - Voi. 4 , ei. 3 . - s. 217-228 . - doi : 10.1111/j.1365-3083.1975.tb02620.x . — PMID 807966 .
  21. ↑ Cattaneo A. , Neuberger MS Polymeeristä immunoglobuliinia M erittävät ei-lymfoidisten solujen transfektantit immunoglobuliinin J-ketjun puuttuessa.  (englanniksi)  // The EMBO Journal. - 1987. - syyskuu ( osa 6 , nro 9 ). - P. 2753-2758 . — PMID 3119328 .
  22. ↑ Davis AC , Roux KH , Shulman MJ Polymeerisen IgM:n rakenteesta. (Englanti)  // European Journal Of Immunology. - 1988. - Heinäkuu ( osa 18 , nro 7 ) . - s. 1001-1008 . - doi : 10.1002/eji.1830180705 . — PMID 3136022 .  
  23. ↑ Davis AC , Roux KH , Pursey J. , Shulman MJ . Molekyylienvälinen disulfidisidos IgM:ssä: kysteiinitähteiden korvaamisen vaikutukset mu-raskasketjussa.  (englanniksi)  // The EMBO Journal. - 1989. - syyskuu ( osa 8 , nro 9 ). - P. 2519-2526 . — PMID 2511005 .
  24. ↑ Collins C. , Tsui FW , Shulman MJ Ihmisen ja marsun komplementin differentiaalinen aktivaatio pentameerisellä ja heksameerisellä IgM:llä.  (Englanti)  // European Journal Of Immunology. - 2002. - Kesäkuu ( osa 32 , nro 6 ). - 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. IgM Fc-domeenien korkearesoluutioiset rakenteet paljastavat sen heksameerin muodostumisen periaatteet. (englanniksi)  // Amerikan yhdysvaltojen kansallisen tiedeakatemian julkaisut. - 2013. - 18. kesäkuuta ( nide 110 , nro 25 ). - P. 10183-10188 . - doi : 10.1073/pnas.1300547110 . — PMID 23733956 .  
  26. ↑ van Furth R. , Schuit HR , Hijmans W. Ihmissikiön immunologinen kehitys. (Englanti)  // The Journal Of Experimental Medicine. - 1965. - 1. joulukuuta ( nide 122 , nro 6 ). - s. 1173-1188 . doi : 10.1084 / jem.122.6.1173 . — PMID 4159036 .  
  27. ↑ Johansen FE , Braathen R. , Brandtzaeg P. J-ketjun rooli sekretorisessa immunoglobuliinin muodostumisessa.  (Englanti)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 2000. - syyskuu ( osa 52 , nro 3 ) . - s. 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. Suojaava anti-luovuttaja-IgM-tuotanto ristisovituspositiivisen maksa-munuaissiirron jälkeen.  (englanniksi)  // Maksansiirto: American Association for the Study Of Liver Diseases and the International Liver Transplantation Societyn virallinen julkaisu. - 2004. - Helmikuu ( osa 10 , nro 2 ) - s. 315-319 . - doi : 10.1002/lt.20062 . — PMID 14762873 .
  29. ↑ Jayasekera JP , Moseman EA , Carroll MC Luonnollinen vasta-aine ja komplementti välittävät influenssaviruksen neutralointia aiemman immuniteetin puuttuessa.  (Englanti)  // Journal Of Virology. - 2007. - huhtikuu ( osa 81 , nro 7 ). - P. 3487-3494 . doi : 10.1128 / JVI.02128-06 . — PMID 17202212 .

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Temaattiset sivustot
Sanakirjat ja tietosanakirjat
 Vasta-aineet
Ehdot
Vasta-aineluokat