Антигенраспознающие рецепторы, характеристика Т-клеточных рецепторов для АГ, молекулярная структура, локолизация.
Каждый Т-и В- лимф, прошедший обучение в тимусе и костном мозге, соответсвенно несет на поверхности АГ распознающий рецепторы с уникальной специфичностью. При встрече на переферии со «своим» АГ такой лимф формирует клон себе подобных кл. Таким образом, АГраспознающие рецепторы Т- и В- лимф клональны и их иногда обозначают как клоноспецефические. TCR- гетеродимер состоящий из α и β или γ и δ цепей (αβТ-кл и γδТ-кл). Относятся к субпопуляции Ig. В каждой цепи выделяют вариабельный(V), константны( C ), трансмембранный и короткий цитоплазмотический домены. Более 95% Т-лимф экспрессируют на своей поверхности αβTCR. Они расположены преимущественно в тимусе, переферических органах иммунной системы и крови. Именно с ними связаны все главные функции Т-лимф как иммуннокомпетентных кл адаптивного иммунитета.
αβ- и γδ- TCR, CD3, CD4, CD8 молекулы, строение, роль в иммунологических реакциях.
αβ- и γδ- TCR .Полипетидные цепи, образующие собственно рецепторную часть АГраспознающих комплексов, относятся к суперсемейству Ig и имеют доменную структуру. Каждая цепь TCR имеет по одному V- и С- домену, трансмембранный и очень короткий цитоплазмотический домены. В V- доменах TCR, как и в V- доменах молекул Ig, имеется 4 участка с относительно постоянной аминокислотной последовательностью и 3 гипервариабельных участка. Особенно высокая степень вариабельности свойственна третьему гипервариабельному участку. Гипервариабельные участки входят в состав полости, образующей АГсвязывающий участок рецептора. V- домен TCR, как и молекул Ig, подразделяют на несколько семейств со сходной каркасной последовательностью. Для некоторых семейств V- домена β-цепи установлена связь с определенной спецефичностью в отношении суперантигенов или молекул МНС. Для распознавания Аг пептида в комплексе с продуктами МНС требуется сохранение целостности димера: АГсвязывающий участок TCR образован V- доменами обеих цепей, а изолированные цепм практически лишены АГсвязывающей способности. Полипетидные цепи TCR соединены дисульфидными связями. Эта связь находится в непосредственной близости к мембране вне Ig доменов, в гибком (шарнирном) участке. Обе цепи имеют по два участка гликозилирования. Цепи TCR экспрессируются на мембране только в комплексе с CD3. Для установления связи с ними в составе трансмембранного домена цепей TCR имеется положительно заряженный остаток лизина, который взаимодействует с отрицательно заряженным остатком аспарагиновой кислоты в цепях CD3. CD3. CD3 включает в себя 4-5 типов молекул. Все цепи комплекса CD3 (γ, δ, ε, ζ, η ) являются трансмембранными белками. Цепи γ, δ и ε гомологичны между собой, а также α- и β- цепями В-кл рецептора; они отнсятся к суперсемейству Ig. Эти цепи весма консервативны по структуре. Цепи γ, δ и ε соеденены между собой, а также с TCR и ζ-димером нековалентно. Четыре остатка цистеина в γ- и δ- цепях используются для формирования доменов. Цепь ζ представлена в рецепторном комплексе в виде димера, который иногда рассматривают как автономную часть комплекса TCR-CD3 благодаря его структурной обособленности и существенному отличию ζ-цепи от других составляющих комплекса CD3: ζ-цепь не относится к суперсемейству Ig. Необычно большой размер цитоплазмотического участка связан с важной ролью ζ-цепи в передаче сигнала внутрь клетки: эта цепь содержит так называемую активационную последовательность, связанную с рецептором. Через эту последовательность формируется нековалентная связь ζ-цепи с тирозинкиназой ZAP-70, что является ключевым звеном на начальном этапе передачи сигнала с мембраны внутрь клетки. Молекула ζ-цепи не гликолизирована. Цепи CD3 синтезируются в избытке. Их сборка происходит в ЭПР. При этом сначала формируется тетрамер γδε2, затем к нему подсоединяются димеры αβ или γδ. В аппарате Гольджи происходит их гликолизирование, и полимер в составе (αβ)2γδε2 перемещается на мембрану, где к нему подсоединяется димер ζ2. Экспрессия становится возможной только при наличии всех компонентов комплекса TCR-CD3. До этого цепи CD3 присутствуют в цитоплазме клеток. В составе TCRαβ и TCRγδ входят идентичные цепи CD3; организация комплексов обоих типов сходна. CD4 и CD8. На зрелых Т-кл присутствует один из двух вариантов молекул, играющих вспомогательную роль при распознавани АГ пептидовю они различны для Т-кл, распознающих АГпептид в комплексе с разными типами молекул МНС и выполняющих различные функции: на Т-хелперах. Распознающих АГ в молекулярном «контексте» молекул МНС 2 класса, это CD4, а на Т-киллерах. Распознающих АГ в комплексе с молекулами 1 класса, -CD8. ( повышение сродства рецепторного комплекса Т-кл к комплексу молекулы МНС с АГ пептидом, который представляет им АГпрезентирующие кл.). Молекула CD4 имеет 4 внеклеточных домена. Из них N–концевой построен по типу V-доменов, а остальные по структуре аналогичны С-доменам. В наружном домене сосредоточены важные в функциональном отношении участки, ответственные за связь с молекулой МНС 2. Обе цепи димера CD8 имеют по одному Ig-подобному внеклеточному домену V-типа. Который соединен с трансмембранной частью молекулы с помощью длинного спейсерного участка. Два участка(а именно α-цепь CD8) ответственны за взаимодействие с молекулой МНС 1, расположены в V-домене. Цепи соединены дисульфидной связью. Можно заключить, что молекулы CD4 и 8 способствуют распознаванию комплеска АГ пептида с молекулами МНС, повышая сродство к нему рецептора Т-кл, определяют специфику распознавания АГ Т-хелперами и Т-киллерами, участвуют в запуске активационного сигнала благодаря контакту с тирозинкиназой и участвуют в регуляции активности Т-кл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Понятие об ITAM.
В структуру Fc-рецептора входя цитоплазматические, так называемые иммунорецепторные, основанные на тирозине активирующие мотивы ITAM, которые имеют уникальный набор аминокислот. Через эти мотивы поступает стимулирующий сигнал при активации эффектроного ответа фагоцитов в реакциях фагоцитоза, антителозависимой клеточной цитотоксичности, секреции растворимых медиаторов, презентации АГ.
Пре- Т- и В- рецепторы.
Основные маркеры дифференцировки Т-лимф в тимусе - характерные корецепторные молекулы: CD4 для Т-хелперов и CD8 для ЦТЛ, а также рецепторный комплекс TCR-CD3. Выделяют три наиболее общие стадии развития Тлим: ДН, ДП и одинарные позитивные (ОП). В развитии ДН лимф различают 4 стадии, отличающиеся по экспрессии CD44 и молекул CD25. На стадии ДН1 происходит активная пролиферация кл под действием фактора стволовых кл. Коммитированность развитя в направлении Т-кл определяется фактором транскрипции Notch1. При блокаде Notch1 нарушается дифференцировка Т-кл и могут появляться очаги эктопического созревания В-лимф. Лиганды рецептора Notch1 имеются на стромальных кл костного мозга и эпителиальных кл тимуса. Предшественники содержат гены TCR в неперестроенной зародышевой конфигурации. При переходе тимоцитов со стадии ДН2 на стадию ДН3 запускается перестройка генов TCR тимоцитов. Первым перестраивается сегмент Vβ-цепи. Затем синтезируемая β-цепь связывается с инвариантной пре-α-цепью и молекулой CD3, образуя пре-TCR. Под действием ИЛ-7 запускается пролиферация этих кл, происходит так называемая β-селекция. На стадии ДН3 кл делает выбор между αβ- и γδ- путями дифференцировки. В эмбриональном тимусе развиваются преимущественно γδТ-лимф, которые быстро эмигрируют в перефирические лимфоидные органы. На стадии ДН4 происходит одновременная экспрессия корецепторных молекул CD4 и CD8 на поверхности кл. это обеспечивает переходтимоцитов на стадию двоных позитивных кл. На этой стадии происходит перестройка V-гена α-цепи и сборка TCR, который затем экспрессируется на мембране в комплексе с молекулой CD3 и ζζ-цепями. ДП кл имеют фенотип CD4+, CD8+, CD44-, CD25-, CD3+, αβTCR+. На этой стадии происходит положительная сеоекция тимоцитов во внутренней зоне коркового слоя тимуса с участием эпителиальных кл, экспрессирующих молекулы HLА 1 или 2, но не экспрессирующие костимулирующие молекулы. Выживают и продолжают дифференцировку Т-лимф с АГраспознающими рецепторами средней аффинности по отношению к аутологичным молекулам HLA. Экспрессия TCR очень высокой или очень низкой аффинности к собственным HLA-молекулам приводит к гибели Т-кл путем апоптоза. Погиюает более 95% тимоцитов. В процессе положительной селекции для дальнейшего развития отбираются Т-лимф, способные взаимодействовать со средней аффинностью с аутологичными HLA-молекулами. ДП кл.тпрошедшие положительную селекцию, мигрируют в кортикомедулярную и медулярную зону, где подвергаются отрицательной селекции, суть которой заключается в элиминации аутоагрессивных клонов Тлимф. Взаимодействие тимоцитов с интердигитальными ДК, макрофагами, медулярными эпителиальными кл, экспрессирующими HLA-молекулы со встроенным аутологичным антигеном, вызывает элиминацию аутоагрессивных Т-лимф. Кл, не прошедшие отрицательную селекцию, подвергаются апоптозу и фагоцитируются макрофагами. В медулярной зоне тимуса параллельно с селекцией тимоцитов происходит формирование одинарных позитивных кл (ОП): CD4+ или CD8+. В результате взаимодействия с ДК в медулярнй зоне тимуса двойные позитивные кл дифференцируются в CD3+, CD4+, αβTCR+ или CD3+, CD8+, αβTCR+ Т-лимф. Т-кл, имеющие сродство к молекулам HLA класса 1, экспрессируют CD8-корецептор и подвергается дифференцировке в ЦТЛ, иногда обозначаемые как предшественники ЦТЛ, поскольку эти Т-лимф приобретают свойства эффекторных кл на переферии после контакта с АГ и кл-помошниками. Подобные изменения претрпивают также кл, имеющие сродство к HLA класса 2 и экспрессирующие корецептор CD4. Этапы дифференцировки В-лимф. Дифференцировка В-лимф происходит в два этапа: антигеннезависимый(осуществляется в костном мозге) и антигензависимый( происходит в В-зонах переферических лимфоидных органов). В эмбриогенезе человека первые В-лимф появляются в печени и затем в костном мозге. После рождения В-клеточный иммунопоэз происходит в основном в костном мозге, где В2-лимф проходят несколько последовательных стадий: лимфоидная кл-предшественник -> ранняя про-В-кл -> поздняя про-В-кл -> большая пре-В-кл -> малая пре-В-кл -> незрелая В-кл -> зрелая В-кл. в становлении В-кл в костном мозге главную роль играет формирование полноценного BCR. В процессе развития, дифференцировки и функционирования судьба В-кл определяется количеством и качеством сигналов получаемых через BCR. В костном мозге после стадии общего лимфоидного предшественника запускается процесс перегрупировки генов Ig. В стадии ранней про-В-кл экспрессируются гены, активирующие рекомбинацию(RAG1 и RAG2), и происходит перегруппировка генов тяжолых цепей BCR эта стадия характеризуется синтезом µ-цепей и их первоначальным появлением в цитоплазме кл, а затем на ее мембране в форме пре-В-кл рецептора, состоящего из полноценной µ-цепи и суррогатной легкой цепи, лишенной V-региона. Суррогатная цепь из двух полипептидов, обозначаемых как λ5 и V-пре-В. Важную роль в развитии и функцианировании BCR играют субъединицы Igα и Igβ. Обе субъединицы появляются на поверхности кл до экспрессии тяжелой µ-цепи. Igα и Igβ, помимо внеклеточного и трансмембранного домена, имеют цитоплазматический домен с консервативным мотивом ITAM. Эти субъединицы связаны между собой дисульфиднйо связью в гетеродимеры. Два таких гетеродимера осуществляют трансдукцию сигнала. При переходе про-В-кл в пре-В-кл Igα-Igβ-гетеродимер участвует в запуске аллельного исключения, клонального расширения и перегрупировки генов легкой цепи. В стадии пре-В-кл вновь экспрессируются гены RAG1 и RAG2, что необходимо для перестройки генов легкой цепи и окончательного формирования BCR. После перестройки генов легкой цепи на В-кл экспрессируется полноценный BCR, содержащий легкую цепь, µ-цепь и Igα-Igβ-гетеродимер. Эту стадию развития называют незрелым В-лимф. IgМ+ В-кл наиболее чувствительны к развитию толерантности. В последней стадии развития В-лимф появляется дополнительная экспрессия IgD. Перед экспрессией IgD происходит выбраковка аутоагрессивных клонов В-лимф, взаимодействующих с высоким аффинитетом с аутоантигенами. Этот механизм называется делецией аутоагрессивных клонов. Зрелые В-лимф с полноценным антигенраспознающим BCR покидают костный мозг и мигрируют в переферические органы иммунной системы, где распознают родственный АГ и вступают в стадию В-кл иммуногенеза, заканчивающегося синтезом АТ. Как таковые В-лимф не вырабатывают АТ, но они служат предшественниками плазматических кл, выполняющих эту функцию.
Развитие ТCR.
Более 95% Т-лим экспрессируют на своей поверхности αβTCR. Они расположены преимущественно в тимусе, переферических органах иммун системы и крови. Именно с ними связаны все главные функции Т-лимф как иммунокомпетентных кл адаптивного иммунитета. TCR- сложная многкомпонентная структура из двух распознающих АГ цепей (α и β), соединенных дисульфидной связью, и нековалентно связанных сигнальных субъединиц CD3-комплекса, способных передавать активационный сигнал в кл. по структуре α- и β- цепи принадлежат к суперсемейству Ig и имеют доменное строение. Ведущую роль в распознавании АГ тграют β-цепи. В каждой цепи выделяют вариаельный и константный домен, трансмембранный и короткий цитоплазматический домены. В АГраспознающем V-домене TCR есть три гипервариабельных региона, определяющих комплементарность связывания с эпитопом АГ. Эти участки входят в состав активного центра рецептора. Вариабельность аминокислот в пределах этих регионов обеспечивает высокоспецифичное взаимодействие αβTCR с АГ детерминантой в комплексе с молекулой HLA 1 и 2. Трансмембранные участки обеих цепей содержат положительно заряженные аминокислотные остатки, которые взаимодействуют с отрицательно заряженными субъединицами CD3. Короткие цитоплазмотические участки α- и β- цепей не способны проводить внутрь кл активационные сигналы. Гетеродимеры αβ соединены с комплексом инвариантных полипептидных цепей, обозначаемых CD3. Основная функция CD3-трансдукция сигнала после взаимодействия TCR с АГ. Корецептор CD3 состоит из двух гетеродимеров(γε, δε). Гомодимер ζζ расположен в цитоплазме, и в настоящее время обозначается как самостоятельная молекула - CD247. Цитоплазмотические участки полипептидных цепей содержат в сумме 10 ITAМ. После распознавания АГ происходит фосфолирирование тирозинов в ITAM и вовлечение протеинкиназ, участвующих в дальнейшей передаче активационного сигнала. В результате активируются гены, регулирующие основные эффекторные функции Т-лимф. Структуру ТСR контролирует группа генов, кодирующих α-, β-, γ-, δ- цепи. Гены TCR закодированны в геноме как зародышевые гены в ограниченном количестве. В процессе диференцировки Т-лимф происходит перегрупировка и слияние генов, приводящих к формированию зрелого V-гена β-цепи, содержащего зародышевый V-сигмент и случайно выбранные D- и J-сегменты. Этот процесс происходит при участии чпециальных ферментов экзонуклеаз, кодируемых генами RAG1 и RAG2, и фермента терминальной дезоксирибонуклеотидилтрансферазы, обеспечивающей добавление олигонуклеотидов в местах рекомбинации. Обычно перестройка генов TCR происходит на одной хромосоме. Если она прошла успешно, то на другой этот процесс блокируется за счет прекращения экспрессии генов RAG1 и RAG2. Это обеспечивает аллельное исключение, т.е. невозможность синтеза разных молекул TCR в одной кл. в случае непродуктивной перестройки генов на одной хромосоме реаранжировка генов происходит на другой хромосоме. Среди генетически обусловленных дефектов развития Т-кл мутации RAG1 и RAG2-генов вызывают развитие наиболее тяжолой комбинированной иммунной недостаточности. Блокада этих ферментов обуславливает практически полное отсутствие у больных т- и В-лим и развитие инфекц заболеваний, быстро приводящих к летальному исходу.
ВCR молекулярная структура, функции. Развитие BCR.
Развитие BCR. Важную роль в развитии и функцианировании BCR играют субъединицы Igα и Igβ. Обе субъединицы появляются на поверхности кл до экспрессии тяжелой µ-цепи. Igα и Igβ, помимо внеклеточного и трансмембранного домена, имеют цитоплазматический домен с консервативным мотивом ITAM. Эти субъединицы связаны между собой дисульфиднйо связью в гетеродимеры. Два таких гетеродимера осуществляют трансдукцию сигнала. При переходе про-В-кл в пре-В-кл Igα-Igβ-гетеродимер участвует в запуске аллельного исключения, клонального расширения и перегрупировки генов легкой цепи. В стадии пре-В-кл вновь экспрессируются гены RAG1 и RAG2, что необходимо для перестройки генов легкой цепи и окончательного формирования BCR. После перестройки генов легкой цепи на В-кл экспрессируется полноценный BCR, содержащий легкую цепь, µ-цепь и Igα-Igβ-гетеродимер. Эту стадию развития называют незрелым В-лимф. IgМ+ В-кл наиболее чувствительны к развитию толерантности. ВCR молекулярная структура, функции. В –лимф в отличии от Т-лим, распознают АГ в нативной форме с помощью клоноспецифичного АГраспознающего рецептора Ig-природы. АГ, распознаваемые В-кл, презентируются высокоспециализированными ФДК, фиксирующими АГ чаще в форме иммуного комплекса. BCR-комплекс отличается от TCR-комплекса по структуре и числу формирующих его чубъединиц. Рецептор образован мономерной формой Ig с коротким цитоплазмотическим концом и корецепторными молекулами, участвующими в трансдукции сигнала: Igα и Igβ. Цитоплазмотические концы Igα и Igβ содержат мотивы ITAM. Перекрестное связывание поверхностных BCRприводит к активации киназ, участвующих в проведении активационного сигнала. Киназа Lck соединяется с мотивами ITAM Igα и Igβ и передает активационный сигнал в ядро. Активация В-лимф усиливается при участии дополнительных корецепторных молекул, входящих в BCR-комплекс: CD21, CD19 и CD81. АГ может дополнительно взаимодействовать с CD21 через фрагмент комплемента C3d, что в свою очередь, приводит к фосфорилированию цитоплазмотической части CD19, Igα и Igβ и активации В-лимф.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 111; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!