Ein Antikörper, auch bekannt als ein immunoglobulin, sind ein großes Y-shaped durch B-Zellen erzeugtes Protein, der durch das Immunsystem verwendet wird, um Auslandsgegenstände wie Bakterien und Viren zu identifizieren und für neutral zu erklären. Der Antikörper erkennt einen einzigartigen Teil des Auslandsziels, genannt ein Antigen an. Jeder Tipp des "Y" eines Antikörpers enthält (eine Struktur, die einem Schloss analog ist), der für einen besonderen epitope (ähnlich analog einem Schlüssel) auf einem Antigen spezifisch ist, diesen zwei Strukturen erlaubend, zusammen mit der Präzision zu binden. Mit diesem verbindlichen Mechanismus kann ein Antikörper eine Mikrobe oder eine angesteckte Zelle für den Angriff durch andere Teile des Immunsystems markieren, oder kann sein Ziel direkt für neutral erklären (zum Beispiel, durch das Blockieren eines Teils einer Mikrobe, die für seine Invasion und Überleben notwendig ist). Die Produktion von Antikörpern ist die Hauptfunktion des humoral Immunsystems.

Antikörper werden durch einen Typ des Leukozyten genannt eine Plasmazelle erzeugt. Antikörper können in zwei physischen Formen, eine auflösbare Form vorkommen, die von der Zelle und einer membranengebundenen Form verborgen wird, die der Oberfläche einer B Zelle beigefügt wird und den B Zellempfänger (BCR) genannt wird. Der BCR wird nur auf der Oberfläche von B Zellen gefunden und erleichtert die Aktivierung dieser Zellen und ihre nachfolgende Unterscheidung entweder in Antikörper-Fabriken genannt Plasmazellen oder in Gedächtnis B Zellen, die im Körper überleben und sich erinnern werden, dass dasselbe Antigen so die B Zellen schneller nach der zukünftigen Aussetzung antworten kann. In den meisten Fällen ist die Wechselwirkung der B Zelle mit einer T Helfer-Zelle notwendig, um volle Aktivierung der B Zelle und, deshalb, Antikörper-Generation im Anschluss an die Antigen-Schwergängigkeit zu erzeugen. Auflösbare Antikörper werden in die Blut- und Gewebeflüssigkeiten, sowie viele Sekretionen veröffentlicht, um fortzusetzen, zu überblicken, um in Kleinstlebewesen einzufallen.

Antikörper sind glycoproteins, der der immunoglobulin Superfamilie gehört; die Begriffe Antikörper und immunoglobulin werden häufig austauschbar gebraucht. Antikörper werden normalerweise aus grundlegenden Struktureinheiten — jeder mit zwei großen schweren Ketten und zwei kleinen leichten Ketten gemacht. Es gibt mehrere verschiedene Typen des Antikörpers schwere Ketten und mehrere verschiedene Arten von Antikörpern, die in verschiedenen gestützten isotypes gruppiert werden, auf der schwerer Kette sie besitzen. Fünf verschiedener Antikörper isotypes ist in Säugetieren bekannt, die verschiedene Rollen durchführen und helfen, die passende geschützte Antwort für jeden verschiedenen Typ des Auslandsgegenstands zu leiten, auf den sie stoßen.

Obwohl die allgemeine Struktur aller Antikörper sehr ähnlich ist, ist ein kleines Gebiet am Tipp des Proteins äußerst variabel, Millionen von Antikörpern mit ein bisschen verschiedenen Tipp-Strukturen oder Antigen verbindliche Seiten erlaubend, um zu bestehen. Dieses Gebiet ist als das hypervariable Gebiet bekannt. Jede dieser Varianten kann zu einem verschiedenen Ziel binden, das als ein Antigen bekannt ist. Diese enorme Ungleichheit von Antikörpern erlaubt dem Immunsystem, ein ebenso großes Angebot an Antigenen anzuerkennen. Die große und verschiedene Bevölkerung von Antikörpern wird durch zufällige Kombinationen von einer Reihe von Gensegmenten erzeugt, die verschiedenes Antigen verbindliche Seiten (oder paratopes), gefolgt von zufälligen Veränderungen in diesem Gebiet des Antikörper-Gens verschlüsseln, die weitere Ungleichheit schaffen. Antikörper-Gene reorganisieren auch in einem Prozess genannt Klasse, die umschaltet, der die Basis der schweren Kette zu einem anderen ändert, einen verschiedenen isotype des Antikörpers schaffend, der das Antigen spezifisches variables Gebiet behält. Das erlaubt einem einzelnen Antikörper, durch mehrere verschiedene Teile des Immunsystems verwendet zu werden.

Formen

Oberfläche immunoglobulin (Ig) wird der Membran des Effektors B Zellen durch sein transmembrane Gebiet beigefügt, während Antikörper die verborgene Form von Ig sind und am trans Membranengebiet Mangel haben, so dass Antikörper in den Blutstrom und die Leibeshöhlen verborgen werden können. Infolgedessen sind Oberflächenig und Antikörper abgesehen von den transmembrane Gebieten identisch. Deshalb werden sie als zwei Formen von Antikörpern betrachtet: auflösbare Form oder membranengebundene Form (Parham 21-22).

Die membranengebundene Form eines Antikörpers kann eine Oberfläche immunoglobulin (sIg) oder eine Membran immunoglobulin (mIg) genannt werden. Es ist ein Teil des B Zellempfängers (BCR), der einer B Zelle erlaubt zu entdecken, wenn ein spezifisches Antigen im Körper da ist und B Zellaktivierung auslöst. Der BCR wird aus oberflächengebundenen Antikörpern von IgD oder IgM zusammengesetzt und Ig-α und Ig-β heterodimers vereinigt, die zum Signal transduction fähig sind. Eine typische menschliche B Zelle wird 50,000 bis 100,000 zu seiner Oberfläche gebundene Antikörper haben. Nach der Antigen-Schwergängigkeit sammeln sie sich in großen Flecken, die um 1 Mikrometer im Durchmesser auf lipid Rettungsflößen zu weit gehen können, die den BCRs vom grössten Teil anderen Zelle Signalempfänger isolieren.

Diese Flecke können die Leistungsfähigkeit der geschützten Zellantwort verbessern. In Menschen ist die Zelloberfläche um die B Zellempfänger für mehrere tausend ångstroms bloß, der weiter den BCRs von sich bewerbenden Einflüssen isoliert.

Isotypes

Antikörper können in verschiedenen Varianten bekannt als isotypes oder Klassen kommen. In placental Säugetieren gibt es fünf Antikörper isotypes bekannt als IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Sie werden jeder mit einem "Ig" Präfix genannt, das für immunoglobulin, einen anderen Namen für den Antikörper eintritt, und unterscheiden Sie sich in ihren biologischen Eigenschaften, funktionellen Positionen und Fähigkeit, sich mit verschiedenen Antigenen, wie gezeichnet, im Tisch zu befassen.

Der Antikörper isotype einer B Zelle ändert sich während der Zellentwicklung und Aktivierung. Unreife B Zellen, die zu einem Antigen nie ausgestellt worden sind, sind als naive B Zellen bekannt und drücken nur IgM isotype in einer Zelloberfläche gebundene Form aus. B Zellen beginnen, sowohl IgM als auch IgD auszudrücken, wenn sie Reife erreichen — macht der Co-Ausdruck sowohl dieser immunoglobulin isotypes die B Zelle 'reif' als auch bereit, auf das Antigen zu antworten. B Zellaktivierung folgt die Verpflichtung der Zelle hat Antikörper-Molekül mit einem Antigen gebunden, das Veranlassen die Zelle, sich zu teilen und in eine Antikörper-Produzieren-Zelle zu differenzieren, hat eine Plasmazelle genannt. In dieser aktivierten Form fängt die B Zelle an, Antikörper in einer verborgenen Form aber nicht einer membranengebundenen Form zu erzeugen. Einige Tochter-Zellen der aktivierten B Zellen erleben Isotype-Schaltung, ein Mechanismus, der die Produktion von Antikörpern veranlasst, sich von IgM oder IgD zum anderen Antikörper isotypes, IgE, IgA oder IgG zu ändern, die Rollen im Immunsystem definiert haben.

Struktur

Antikörper sind (~150 kDa) kugelförmige Plasmaproteine schwer. Sie ließen Zuckerketten zu einigen ihrer Aminosäure-Rückstände hinzufügen. Mit anderen Worten sind Antikörper glycoproteins. Die grundlegende funktionelle Einheit jedes Antikörpers ist ein immunoglobulin (Ig) monomer (nur eine Einheit von Ig enthaltend); verborgene Antikörper können auch dimeric mit zwei Einheiten von Ig sein, weil mit IgA, tetrameric mit vier Einheiten von Ig wie teleost IgM oder pentameric mit fünf Einheiten von Ig wie SäugetierigM fischen.

Die variablen Teile eines Antikörpers sind seine V Gebiete, und der unveränderliche Teil ist sein C Gebiet.

Gebiete von Immunoglobulin

Ig monomer ist ein "Y" - gestaltetes Molekül, das aus vier polypeptide Ketten besteht; zwei identische schwere Ketten und zwei identische leichte Ketten haben durch Disulfid-Obligationen in Verbindung gestanden.

Jede Kette wird aus genannten immunoglobulin Gebieten von Strukturgebieten zusammengesetzt. Diese Gebiete enthalten ungefähr 70-110 Aminosäuren und werden in verschiedene Kategorien (zum Beispiel, Variable oder IgV, und unveränderlich oder IgC) gemäß ihrer Größe und Funktion eingeteilt. Sie haben eine Eigenschaft immunoglobulin Falte, in der zwei Beta-Platten eine Gestalt "des belegten Butterbrots" schaffen, die durch Wechselwirkungen zwischen erhaltenem cysteines und anderen beladenen Aminosäuren zusammengehalten ist.

Schwere Kette

Es gibt fünf Typen von Säugetierig schwere durch die griechischen Briefe angezeigte Kette: α, δ, ε, γ, und μ. Der Typ der schweren Kettengegenwart definiert die Klasse des Antikörpers; diese Ketten werden in IgA, IgD, IgE, IgG und Antikörpern von IgM beziehungsweise gefunden. Verschiedene schwere Ketten unterscheiden sich in der Größe und Zusammensetzung; α und γ enthalten etwa 450 Aminosäuren, während μ und ε etwa 550 Aminosäuren haben.

In Vögeln wird der Hauptserum-Antikörper, der auch im Eidotter gefunden ist, IgY genannt. Es ist von SäugetierigG ziemlich verschieden. Jedoch in etwas älterer Literatur und sogar auf einigen kommerziellen Lebenswissenschaft-Produktwebsites wird es noch "IgG" genannt, der falsch ist und verwirrend sein kann.

Jede schwere Kette hat zwei Gebiete, das unveränderliche Gebiet und das variable Gebiet. Das unveränderliche Gebiet ist in allen Antikörpern desselben isotype identisch, aber unterscheidet sich in Antikörpern von verschiedenem isotypes. Schwere Ketten γ, α und δ ließen ein unveränderliches Gebiet drei Tandems (in einer Linie) Gebiete von Ig und ein Scharnier-Gebiet für die zusätzliche Flexibilität zusammensetzen; schwere Ketten μ und ε ließen ein unveränderliches Gebiet vier immunoglobulin Gebiete zusammensetzen. Das variable Gebiet der schweren Kette unterscheidet sich in Antikörpern, die durch verschiedene B Zellen erzeugt sind, aber ist dasselbe für alle Antikörper, die durch eine einzelne B Zelle oder B Zellklon erzeugt sind. Das variable Gebiet jeder schweren Kette ist etwa 110 Aminosäuren lange und wird aus einem einzelnen Gebiet von Ig zusammengesetzt.

Leichte Kette

In Säugetieren gibt es zwei Typen der immunoglobulin leichten Kette, die Lambda (λ) und kappa (κ) genannt werden. Eine leichte Kette hat zwei aufeinander folgende Gebiete: ein unveränderliches Gebiet und ein variables Gebiet. Die ungefähre Länge einer leichten Kette ist 211 bis 217 Aminosäuren. Jeder Antikörper enthält zwei leichte Ketten, die immer identisch sind; nur ein Typ der leichten Kette, κ oder λ, ist pro Antikörper in Säugetieren da. Andere Typen von leichten Ketten, wie das Jota (ι) Kette, werden in niedrigeren Wirbeltieren wie Haie (Chondrichthyes) und knochige Fische (Teleostei) gefunden.

CDRs, Fv, Fab und Gebiete von Fc

Einige Teile eines Antikörpers haben einzigartige Funktionen. Die Arme des Y enthalten zum Beispiel die Seiten, die zwei Antigene (im Allgemeinen identisch) binden können und deshalb spezifische Auslandsgegenstände anzuerkennen. Dieses Gebiet des Antikörpers wird Fab (Bruchstück, Antigen-Schwergängigkeit) Gebiet genannt. Es wird aus einer Konstante und einem variablem Gebiet von jeder schweren und leichten Kette des Antikörpers zusammengesetzt.

Der paratope wird am amino Endende des Antikörpers monomer durch die variablen Gebiete von den schweren und leichten Ketten gestaltet. Das variable Gebiet wird auch das F Gebiet genannt und ist das wichtigste Gebiet, um zu Antigenen zu binden. Mehr spezifisch sind variable Schleifen von β-strands, drei jeder auf dem Licht (V) und schwer (V) Ketten dafür verantwortlich, zum Antigen zu binden. Diese Schleifen werden den complementarity Bestimmung von Gebieten (CDRs) genannt.

Die Strukturen dieser CDRs sind gebündelt und von Chothia und al klassifiziert worden.

und mehr kürzlich durch den Norden und al.

Im Fachwerk der geschützten Netztheorie werden CDRs auch idiotypes genannt. Gemäß der geschützten Netztheorie wird das anpassungsfähige Immunsystem durch Wechselwirkungen zwischen idiotypes geregelt.

Die Basis des Y spielt eine Rolle im Modulieren geschützter Zelltätigkeit. Dieses Gebiet wird Fc (Bruchstück, crystallizable) Gebiet genannt, und wird aus zwei schweren Ketten zusammengesetzt, die zwei oder drei unveränderliche Gebiete abhängig von der Klasse des Antikörpers beitragen. So stellt das Gebiet von Fc sicher, dass jeder Antikörper eine passende geschützte Antwort für ein gegebenes Antigen, durch die Schwergängigkeit zu einer spezifischen Klasse von Empfängern von Fc und anderen geschützten Molekülen wie Ergänzungsproteine erzeugt. Auf diese Weise vermittelt es verschiedene physiologische Effekten einschließlich der Anerkennung von opsonized Partikeln, lysis Zellen und degranulation von Mast-Zellen, basophils und eosinophils.

Funktion

Aktivierte B Zellen differenzieren entweder in Antikörper erzeugende Zellen genannt Plasmazellen, die auflösbaren Antikörper oder Speicherzellen verbergen, die im Körper seit Jahren später überleben, um dem Immunsystem zu erlauben, sich an ein Antigen zu erinnern und schneller nach zukünftigen Aussetzungen zu antworten.

In den pränatalen und Neugeborenenstufen des Lebens wird die Anwesenheit von Antikörpern durch die passive Immunisierung von der Mutter zur Verfügung gestellt. Früh ändert sich endogene Antikörper-Produktion für verschiedene Arten von Antikörpern, und erscheinen Sie gewöhnlich innerhalb der ersten Jahre des Lebens. Da Antikörper frei im Blutstrom bestehen, wie man sagt, sind sie ein Teil des humoral Immunsystems. Zirkulierende Antikörper werden durch clonal B Zellen erzeugt, die spezifisch auf nur ein Antigen antworten (ein Beispiel ist ein Virus capsid Protein-Bruchstück). Antikörper tragen zu Immunität auf drei Weisen bei: Sie halten pathogens davon ab, in Zellen einzugehen oder sie zu beschädigen, indem sie zu ihnen binden; sie stimulieren Eliminierung von pathogens durch macrophages und anderen Zellen durch den Überzug der pathogen; und sie lösen Zerstörung von pathogens aus, indem sie andere geschützte Antworten wie der Ergänzungspfad stimulieren.

Aktivierung der Ergänzung

Antikörper, die binden, um Antigene auf, zum Beispiel, eine Bakterie zu erscheinen, ziehen den ersten Bestandteil der Ergänzungskaskade mit ihrem Gebiet von Fc an und beginnen Aktivierung des "klassischen" Ergänzungssystems. Das läuft auf die Tötung von Bakterien auf zwei Weisen hinaus. Erstens kennzeichnet die Schwergängigkeit des Antikörpers und der Ergänzungsmoleküle die Mikrobe für die Nahrungsaufnahme durch phagocytes in genanntem opsonization eines Prozesses; diese phagocytes werden durch bestimmte in der Ergänzungskaskade erzeugte Ergänzungsmoleküle angezogen. Zweitens bilden einige Ergänzungssystembestandteile einen Membranenangriffskomplex, um Antikörpern zu helfen, die Bakterie direkt zu töten.

Aktivierung von Effektor-Zellen

Um pathogens zu bekämpfen, die Außenzellen wiederholen, binden Antikörper zu pathogens, um sie zusammen zu verbinden, sie veranlassend, zu agglutinieren. Da ein Antikörper mindestens zwei paratopes hat, die er binden kann, hat mehr als ein Antigen durch die Schwergängigkeit identischen epitopes die Oberflächen dieser Antigene fortgesetzt. Durch den Überzug der pathogen stimulieren Antikörper Effektor-Funktionen gegen den pathogen in Zellen, die ihr Gebiet von Fc anerkennen.

Jene Zellen, die angestrichenen pathogens anerkennen, haben Empfänger von Fc, der, wie der Name darauf hinweist, mit dem Gebiet von Fc von IgA, IgG und Antikörpern von IgE aufeinander wirkt. Die Verpflichtung eines besonderen Antikörpers mit dem Empfänger von Fc auf einer besonderen Zelle löst eine Effektor-Funktion dieser Zelle aus; phagocytes wird phagocytose, Mast-Zellen und neutrophils werden degranulate, natürliche Mörderzellen werden cytokines und cytotoxic Moleküle veröffentlichen; das wird auf Zerstörung der Eindringen-Mikrobe schließlich hinauslaufen. Die Fc Empfänger sind isotype-spezifisch, der größere Flexibilität dem Immunsystem gibt, nur die passenden geschützten Mechanismen für verschiedenen pathogens anrufend.

Natürliche Antikörper

Menschen und höhere Primate erzeugen auch "natürliche Antikörper", die im Serum vor Vireninfektion da sind. Natürliche Antikörper sind als Antikörper definiert worden, die ohne jede vorherige Infektion, Impfung, andere Auslandsantigen-Aussetzung oder passive Immunisierung erzeugt werden. Diese Antikörper können den klassischen Ergänzungspfad aktivieren, der lysis eingewickelter Virus-Partikeln führt, lange bevor die anpassungsfähige geschützte Antwort aktiviert wird. Viele natürliche Antikörper werden gegen den disaccharide galactose α (1,3)-galactose (α-Gal) geleitet, der als ein Endzucker auf glycosylated Zelloberflächenproteinen gefunden, und als Antwort auf die Produktion dieses Zuckers von in den menschlichen Eingeweiden enthaltenen Bakterien erzeugt wird. Wie man denkt, ist die Verwerfung von xenotransplantated Organen, teilweise, das Ergebnis von natürlichen Antikörpern, die im Serum des Empfängers zirkulieren, der zu α-Gal auf dem Spender-Gewebe ausgedrückten Antigenen bindet.

Ungleichheit von Immunoglobulin

Eigentlich können alle Mikroben eine Antikörper-Antwort auslösen. Erfolgreiche Anerkennung und Ausrottung von vielen verschiedenen Typen von Mikroben verlangen Ungleichheit unter Antikörpern; ihre Aminosäure-Zusammensetzung ändert das Erlauben von sie, mit vielen verschiedenen Antigenen aufeinander zu wirken. Es ist geschätzt worden, dass Menschen ungefähr 10 Milliarden verschiedene Antikörper, jeder erzeugen, der dazu fähig ist, einen verschiedenen epitope eines Antigens zu binden. Obwohl ein riesiges Repertoire von verschiedenen Antikörpern in einer einzelnen Person erzeugt wird, wird die Zahl von Genen, die verfügbar sind, um diese Proteine zu machen, durch die Größe des menschlichen Erbgutes beschränkt. Mehrere komplizierte genetische Mechanismen haben sich entwickelt, die Wirbeltier B Zellen erlauben, eine verschiedene Lache von Antikörpern von einer relativ kleinen Zahl von Antikörper-Genen zu erzeugen.

Bereichsveränderlichkeit

Das Gebiet (geometrischer Ort) eines Chromosoms, das einen Antikörper verschlüsselt, ist groß und enthält mehrere verschiedene Gene für jedes Gebiet des Antikörpers — der geometrische Ort, der schwere Kettengene (IGH@) enthält, wird auf dem Chromosom 14 gefunden, und die geometrischen Orte, die Lambda und kappa leichte Kettengene (IGL@ und IGK@) enthalten, werden auf Chromosomen 22 und 2 in Menschen gefunden. Eines dieser Gebiete wird das variable Gebiet genannt, das in jeder schweren und leichten Kette jedes Antikörpers da ist, aber sich in verschiedenen von verschiedenen B Zellen erzeugten Antikörpern unterscheiden kann. Unterschiede, zwischen den variablen Gebieten, werden auf drei Schleifen gelegen, die als hypervariable Gebiete (HV-1, HV-2 und HV-3) oder complementarity Bestimmung von Gebieten (CDR1, CDR2 und CDR3) bekannt sind. CDRs werden innerhalb der variablen Gebiete durch erhaltene Fachwerk-Gebiete unterstützt. Der schwere geometrische Kettenort enthält ungefähr 65 verschiedene variable Bereichsgene, dass sich alle in ihrem CDRs unterscheiden. Das Kombinieren dieser Gene mit einer Reihe von Genen für andere Gebiete des Antikörpers erzeugt eine große Kavallerie von Antikörpern mit einem hohen Grad der Veränderlichkeit. Diese Kombination wird V (D) J Wiederkombination genannt, die unten besprochen ist.

V (D) J Wiederkombination

Die somatische Wiederkombination von immunoglobulins, auch bekannt als V (D) J Wiederkombination, schließt die Generation eines einzigartigen immunoglobulin variablen Gebiets ein. Das variable Gebiet jeder immunoglobulin schweren oder leichten Kette wird in mehreren Stücken — bekannt als Gensegmente (Subgene) verschlüsselt. Diese Segmente werden variabel (V), Ungleichheit (D) genannt und sich (J) Segmente anschließend. V werden D und J Segmente in Ig schwere Ketten gefunden, aber nur V und J Segmente werden in Licht-Ketten von Ig gefunden. Vielfache Kopien der V, D und J Gensegmente bestehen, und sind in den Genomen von Säugetieren eingeordneter tandemly. Im Knochenmark wird jedes Entwickeln B Zelle ein immunoglobulin variables Gebiet durch das zufällige Auswählen und das Kombinieren eines V, eines D und eines J Gensegmentes (oder eines V und eines J Segmentes in der leichten Kette) sammeln. Da es vielfache Kopien jedes Typs des Gensegmentes gibt, und verschiedene Kombinationen von Gensegmenten verwendet werden können, um jedes immunoglobulin variable Gebiet zu erzeugen, erzeugt dieser Prozess eine riesige Zahl von Antikörpern, jedem mit dem verschiedenen, und so verschiedene Antigen-Genauigkeit. Interessanterweise, die Neuordnung von mehreren Subgenen (e.i. V2 Familie) für die Lambda-Licht-Kette wird immunoglobulin mit der Aktivierung von microRNA miR-650, der weitere Einfluss-Biologie von B-Zellen verbunden.

Nachdem eine B Zelle ein funktionelles immunoglobulin Gen während V (D) J Wiederkombination erzeugt, kann es kein anderes variables Gebiet (ein Prozess bekannt als allelic Ausschluss) so ausdrücken jede B Zelle kann Antikörper erzeugen, die nur eine Art der variablen Kette enthalten.

Somatische Hyperveränderung und Sympathie-Reifung

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Folgende Aktivierung mit dem Antigen, B Zellen beginnen, schnell zu wuchern. In diesen sich schnell teilenden Zellen erleben die Gene, die die variablen Gebiete der schweren und leichten Ketten verschlüsseln, eine hohe Rate der Punkt-Veränderung, durch die genannte somatische Hyperveränderung eines Prozesses (SHM). SHM läuft auf etwa eine Nucleotide-Änderung pro variables Gen pro Zellabteilung hinaus. Demzufolge werden irgendwelche Zellen der Tochter B geringe Aminosäure-Unterschiede in den variablen Gebieten ihrer Antikörper-Ketten erwerben.

Das dient, um die Ungleichheit der Antikörper-Lache zu vergrößern, und presst die Antigen bindende Sympathie des Antikörpers zusammen. Einige Punkt-Veränderungen werden auf die Produktion von Antikörpern hinauslaufen, die eine schwächere Wechselwirkung (niedrige Sympathie) mit ihrem Antigen haben als der ursprüngliche Antikörper, und einige Veränderungen Antikörper mit einer stärkeren Wechselwirkung (hohe Sympathie) erzeugen werden. B Zellen, die hohe Sympathie-Antikörper auf ihrer Oberfläche ausdrücken, wird ein starkes Überleben-Signal während Wechselwirkungen mit anderen Zellen erhalten, wohingegen diejenigen mit niedrigen Sympathie-Antikörpern nicht werden, und durch apoptosis sterben werden. So, B Zellen, die Antikörper mit einer höheren Sympathie für das Antigen ausdrücken, wird outcompete diejenigen mit schwächeren Sympathien für die Funktion und das Überleben. Der Prozess, Antikörper mit vergrößerten verbindlichen Sympathien zu erzeugen, wird Sympathie-Reifung genannt. Sympathie-Reifung kommt in reifen B Zellen danach V (D) J Wiederkombination vor, und ist von der Hilfe von Zellen des Helfers T abhängig.

Klassenschaltung

Isotype oder Klassenschaltung ist ein biologischer Prozess, der nach der Aktivierung der B Zelle vorkommt, die der Zelle erlaubt, verschiedene Klassen des Antikörpers (IgA, IgE oder IgG) zu erzeugen. Die verschiedenen Klassen des Antikörpers, und so Effektor-Funktionen, werden durch die unveränderlichen (C) Gebiete der immunoglobulin schweren Kette definiert. Am Anfang drücken naive B Zellen nur ZelloberflächenigM und IgD mit dem identischen Antigen verbindliche Gebiete aus. Jeder isotype wird an eine verschiedene Funktion, deshalb, nach der Aktivierung, einem Antikörper mit IgG, IgA angepasst, oder Effektor-Funktion von IgE könnte erforderlich sein, ein Antigen effektiv zu beseitigen. Klassenschaltung erlaubt verschiedenen Tochter-Zellen von der aktivierten B Zelle von demselben, Antikörper von verschiedenem isotypes zu erzeugen. Nur das unveränderliche Gebiet des Antikörpers schwere Kette ändert sich während der Klassenschaltung; die variablen Gebiete, und deshalb Antigen-Genauigkeit, bleiben unverändert. So kann die Nachkommenschaft einer einzelnen B Zelle Antikörper, alle erzeugen, die für dasselbe Antigen, aber mit der Fähigkeit spezifisch sind, die für jede Antigenic-Herausforderung passende Effektor-Funktion zu erzeugen. Klassenschaltung wird durch cytokines ausgelöst; der erzeugte isotype hängt ab, welche cytokines in der B Zellumgebung da sind.

Klassenschaltung kommt im schweren geometrischen Kettengenort bei einem Mechanismus genannt Klassenschalter-Wiederkombination (CSR) vor. Dieser Mechanismus verlässt sich auf erhaltene nucleotide Motive, genannt Schalter (S) Gebiete, die in der DNA stromaufwärts jedes unveränderlichen Gebiet-Gens (außer im δ-chain) gefunden sind. Das DNA-Ufer wird durch die Tätigkeit einer Reihe von Enzymen an zwei ausgewählten S-Gebieten gebrochen. An das variable Gebiet exon wird durch einen Prozess genannt nichthomologes Ende sich anschließend (NHEJ) zum gewünschten unveränderlichen Gebiet (γ, α oder ε) wieder angeschlossen. Dieser Prozess läuft auf ein immunoglobulin Gen hinaus, das einen Antikörper eines verschiedenen isotype verschlüsselt.

Sympathie-Benennungen

Eine Gruppe von Antikörpern kann monovalent genannt werden (oder spezifisch), wenn sie Sympathie für denselben epitope, oder für dasselbe Antigen (aber potenziell verschiedener epitopes auf dem Molekül), oder für dieselbe Beanspruchung des Kleinstlebewesens (aber potenziell verschiedene Antigene auf oder darin) haben. Im Gegensatz kann eine Gruppe von Antikörpern mehrwertig genannt werden (oder unspezifisch), wenn sie Sympathie für verschiedene Antigene oder Kleinstlebewesen haben. Intravenöser immunoglobulin, wenn nicht hat sonst bemerkt, besteht aus mehrwertigem IgG. Im Gegensatz, monoclonal Antikörper sind monovalent für denselben epitope.

Medizinische Anwendungen

Krankheitsdiagnose und Therapie

Die Entdeckung von besonderen Antikörpern ist eine sehr häufige Form der medizinischen Diagnostik, und Anwendungen wie serology hängen von diesen Methoden ab. Zum Beispiel, in biochemischen Feinproben für die Krankheitsdiagnose, wird ein titer von Antikörpern, die gegen Virus von Epstein-Barr oder Krankheit von Lyme geleitet sind, vom Blut geschätzt. Wenn jene Antikörper nicht da sind, wird entweder die Person nicht angesteckt, oder die Infektion ist vor sehr langer Zeit vorgekommen, und die B Zellen, die diese spezifischen Antikörper erzeugen, sind natürlich verfallen. In der klinischen Immunitätsforschung werden Niveaus von individuellen Klassen von immunoglobulins durch nephelometry (oder turbidimetry) gemessen, um das Antikörper-Profil des Patienten zu charakterisieren. Erhebungen in verschiedenen Klassen von immunoglobulins sind manchmal in der Bestimmung der Ursache des Leberschadens in Patienten nützlich, die die Diagnose unklar ist. Zum Beispiel zeigt erhöhter IgA alkoholische Zirrhose an, erhöhter IgM zeigt Virenleberentzündung und primäre biliary Zirrhose an, während IgG in Virenleberentzündung, autogeschützter Leberentzündung und Zirrhose erhoben wird. Autogeschützte Unordnungen können häufig zu Antikörpern verfolgt werden, die den eigenen epitopes des Körpers binden; viele können durch Blutproben entdeckt werden. Antikörper, die gegen rote Blutzelloberflächenantigene im geschützten geleitet sind, haben vermittelt hemolytic Anämie wird mit dem Talmulde-Test entdeckt. Der Talmulde-Test wird auch für den Antikörper verwendet, der sich in der Bluttransfusionsvorbereitung und auch für den Antikörper filmen lässt, der sich in pränatalen Frauen filmen lässt.

Praktisch werden mehrere immunodiagnostic auf der Entdeckung des komplizierten Antigen-Antikörpers gestützte Methoden verwendet, um ansteckende Krankheiten, zum Beispiel ELISA, immunofluorescence, Westklecks, immunodiffusion, immunoelectrophoresis, und magnetischer immunoassay zu diagnostizieren. Antikörper, die gegen menschlichen chorionic gonadotropin erhoben sind, werden in über die Gegenschwangerschaft-Tests verwendet.

Ins Visier genommene monoclonal Antikörper-Therapie wird verwendet, um Krankheiten wie rheumatische Arthritis, multiple Sklerose, Schuppenflechte und viele Formen des Krebses einschließlich des lymphoma von non-Hodgkin, colorectal Krebs, Kopf und Hals-Krebs und Brustkrebs zu behandeln.

Einige geschützte Mängel, wie X-linked agammaglobulinemia und hypogammaglobulinemia, laufen auf teilweisen oder ganzen Mangel an Antikörpern hinaus. Diese Krankheiten werden häufig durch das Verursachen einer kurzfristigen Form der genannten passiven Immunität der Immunität behandelt. Passive Immunität wird durch die Übertragung von Konfektionsantikörpern in der Form des Menschen oder Tierserums erreicht, hat immunoglobulin oder monoclonal Antikörper in die betroffene Person vereint.

Pränatale Therapie

Rh-Faktor, auch bekannt als RhesusD (RhD) Antigen, sind ein auf roten Blutzellen gefundenes Antigen; Personen, die Rhesuspositiv sind (Rh +) haben dieses Antigen auf ihren roten Blutzellen und Personen, die (Rh-) Rhesusnegativ sind, tun nicht. Während der normalen Geburt, des Liefertraumas oder der Komplikationen während Schwangerschaft, kann das Blut von einem Fötus ins System der Mutter eingehen. Im Fall von einer Rh-incompatible Mutter und Kind kann das folgenreiche Blutmischen eine Rh-Mutter zum Antigen von Rh auf den Blutzellen von Rh + Kind sensibilisieren, den Rest der Schwangerschaft und irgendwelcher nachfolgenden Schwangerschaften gefährdet für hemolytic Krankheit des Neugeborenen stellend.

Rho (D) geschützte globulin Antikörper sind für menschlichen RhesusD (RhD) Antigen spezifisch. Anti-RhD Antikörper werden als ein Teil einer pränatalen Behandlungsregierung verwaltet, um Sensibilismus zu verhindern, der vorkommen kann, wenn eine Rhesusnegative Mutter einen Rhesuspositiven Fötus hat. Die Behandlung einer Mutter mit Anti-RhD Antikörpern vor und sofort nach Trauma und Übergabe zerstört Antigen von Rh im System der Mutter vom Fötus. Wichtig kommt das vor, bevor das Antigen mütterliche B Zellen stimulieren kann, "um sich" an Antigen von Rh durch das Erzeugen des Gedächtnisses B Zellen "zu erinnern". Deshalb wird ihr humoral Immunsystem anti-Rh Antikörper nicht machen, und wird die Rhesusantigene der aktuellen oder nachfolgenden Babys nicht angreifen. Rho (D) Geschützte Globulin Behandlung verhindert Sensibilismus, der zu Krankheit von Rh führen kann, aber nicht verhindert oder die zu Grunde liegende Krankheit selbst behandelt.

Forschungsanwendungen

Spezifische Antikörper werden durch das Einspritzen eines Antigens in ein Säugetier, wie eine Maus, Ratte, Kaninchen, Ziege, Schafe oder Pferd für große Mengen des Antikörpers erzeugt. Von diesen Tieren isoliertes Blut enthält polyclonal Antikörper — vielfache Antikörper, die zu demselben Antigen — im Serum binden, das jetzt Antiserum genannt werden kann. Antigene werden auch in Hühner für die Generation von polyclonal Antikörpern im Ei-Eidotter eingespritzt. Um Antikörper zu erhalten, der für einen einzelnen epitope eines Antigens spezifisch ist, werden Antikörper verbergende Lymphozyten vom Tier isoliert und durch das Schmelzen von ihnen mit einer Krebs-Zelllinie unsterblich gemacht. Die verschmolzenen Zellen werden hybridomas genannt, und werden ständig anbauen und Antikörper in der Kultur verbergen. Einzelne hybridoma Zellen werden durch das Verdünnungsklonen isoliert, um Zellklone zu erzeugen, dass alle denselben Antikörper erzeugen; diese Antikörper werden monoclonal Antikörper genannt. Polyclonal und monoclonal Antikörper werden häufig mit dem Protein A/G oder Antigen-Affinitätschromatographie gereinigt.

In der Forschung werden gereinigte Antikörper in vielen Anwendungen verwendet. Sie werden meistens verwendet, um intrazelluläre und extracellular Proteine zu identifizieren und ausfindig zu machen. Antikörper werden im Fluss cytometry verwendet, um Zelltypen durch die Proteine zu unterscheiden, die sie ausdrücken; verschiedene Typen der Zelle drücken verschiedene Kombinationen der Traube von Unterscheidungsmolekülen auf ihrer Oberfläche aus, und erzeugen verschiedene intrazelluläre und secretable Proteine. Sie werden auch in immunoprecipitation verwendet, um Proteine zu trennen, und irgendetwas Gebundenes zu ihnen (co-immunoprecipitation) von anderen Molekülen in einer Zelle lysate, im Westklecks analysiert, um Proteine zu identifizieren, die durch die Elektrophorese, und in immunohistochemistry oder immunofluorescence getrennt sind, um Protein-Ausdruck in Gewebeabteilungen zu untersuchen oder Proteine innerhalb von Zellen mit dem Beistand von einem Mikroskop ausfindig zu machen. Proteine können auch entdeckt und mit Antikörpern, mit ELISA und ELISPOT Techniken gemessen werden.

Struktur-Vorhersage

Die Wichtigkeit von Antikörpern in der Gesundheitsfürsorge und der Biotechnologie-Industrie fordert Kenntnisse ihrer Strukturen an der hohen Entschlossenheit. Diese Information wird für die Protein-Technik verwendet, das Antigen verbindliche Sympathie modifizierend, und einen epitope eines gegebenen Antikörpers identifizierend. Röntgenstrahl-Kristallographie ist diejenige allgemein hat Methode verwendet, um Antikörper-Strukturen zu bestimmen. Jedoch ist Kristallisierung eines Antikörpers häufig mühsam und zeitaufwendig. Rechenbetonte Annäherungen stellen eine preiswertere und schnellere Alternative zur Kristallographie zur Verfügung, aber ihre Ergebnisse sind doppelsinniger, da sie empirische Strukturen nicht erzeugen. Online-Webserver wie Web Antibody Modeling (WAM) und Vorhersage der Immunoglobulin Struktur (SCHWEINE) ermöglichen das rechenbetonte Modellieren von Antikörper-Variable-Gebieten. Rosetta Antibody ist ein neuartiger Antikörper F Gebiet-Struktur-Vorhersageserver, der hoch entwickelte Techniken vereinigt, um CDR Schleifen zu minimieren und die Verhältnisorientierung der leichten und schweren Ketten, sowie Homologie-Modelle zu optimieren, die erfolgreiches Docken von Antikörpern mit ihrem einzigartigen Antigen voraussagen.

Geschichte

Der erste Gebrauch des Begriffes "Antikörper" ist in einem Text bei Paul Ehrlich vorgekommen. Der Begriff Antikörper (das deutsche Wort für den Antikörper) erscheint im Beschluss seines Artikels "Experimental Studies on Immunity", veröffentlicht im Oktober 1891, der feststellt, dass, "wenn zwei Substanzen zwei verschiedene antikörper verursachen, dann müssen sie selbst verschieden sein". Jedoch wurde der Begriff sofort nicht akzeptiert, und mehrere andere Begriffe für den Antikörper wurden vorgeschlagen; diese haben Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, Substanz sensibilisatrice, Satzband, Desmon, philocytase, fixateur, und Immunisin eingeschlossen. Der Wortantikörper hat formelle Analogie zum Wortgegengift und ein ähnliches Konzept zu Immunkörper.

Die Studie von Antikörpern hat 1890 begonnen, als Kitasato Shibasaburō Antikörper-Tätigkeit gegen Diphtherie- und Wundstarrkrampf-Toxine beschrieben hat. Kitasato hat die Theorie der humoral Immunität vorgebracht, vorschlagend, dass ein Vermittler im Serum mit einem Auslandsantigen reagieren konnte. Seine Idee hat Paul Ehrlich aufgefordert, die Seitenkettentheorie für den Antikörper und die Antigen-Wechselwirkung 1897 vorzuschlagen, als er Hypothese aufgestellt hat, dass Empfänger (beschrieben als "Seitenketten") auf der Oberfläche von Zellen spezifisch zu Toxinen - in einer "Schloss-Und-Schlüssel"-Wechselwirkung binden konnten - und dass diese verbindliche Reaktion der Abzug für die Produktion von Antikörpern war. Andere Forscher haben geglaubt, dass Antikörper frei im Blut und 1904 bestanden haben, hat Almroth Wright vorgeschlagen, dass auflösbare Antikörper Bakterien angestrichen haben, um sie für phagocytosis und Tötung zu etikettieren; ein Prozess, dass er opsoninization genannt hat.

In den 1920er Jahren haben Michael Heidelberger und Oswald Avery bemerkt, dass Antigene durch Antikörper hinabgestürzt werden konnten und fortgesetzt haben zu zeigen, dass Antikörper aus dem Protein gemacht wurden. Die biochemischen Eigenschaften des Antigen-Antikörpers verbindliche Wechselwirkungen wurden ausführlicher gegen Ende der 1930er Jahre von John Marrack untersucht. Der folgende Hauptfortschritt war in den 1940er Jahren, als Linus Pauling die von Ehrlich vorgeschlagene Schloss-Und-Schlüsseltheorie bestätigt hat, indem er gezeigt hat, dass die Wechselwirkungen zwischen Antikörpern und Antigenen mehr von ihrer Gestalt abgehangen haben als ihre chemische Zusammensetzung. 1948 hat Astrid Fagreaus entdeckt, dass B Zellen, in der Form von Plasmazellen, dafür verantwortlich waren, Antikörper zu erzeugen.

Weitere Arbeit hat sich auf das Charakterisieren der Strukturen der Antikörper-Proteine konzentriert. Ein Hauptfortschritt in diesen Strukturstudien war die Entdeckung am Anfang der 1960er Jahre durch Gerald Edelman und Joseph Gally der Antikörper-Licht-Kette und ihre Verwirklichung, dass dieses Protein dasselbe als das Protein von Bence-Jones beschrieben 1845 von Henry Bence Jones war. Edelman hat fortgesetzt zu entdecken, dass Antikörper aus dem Disulfid Band-verbundene schwere und leichte Ketten zusammengesetzt werden. Um dieselbe Zeit Antikörper-Schwergängigkeit (Fab) und Antikörper-Schwanz (Fc) wurden Gebiete von IgG von Rodney Porter charakterisiert. Zusammen haben diese Wissenschaftler die Struktur und ganze Aminosäure-Folge von IgG, einer Leistung abgeleitet, für die sie dem 1972-Nobelpreis in der Physiologie oder Medizin gemeinsam zuerkannt wurden. Das Fv Bruchstück war bereit und von David Givol charakterisiert. Während sich die meisten dieser frühen Studien auf IgM und IgG konzentriert haben, wurden andere immunoglobulin isotypes in den 1960er Jahren identifiziert: Thomas Tomasi hat sekretorischen Antikörper entdeckt (IgA) und David S. Rowe und John L. Fahey haben IgD identifiziert, und IgE wurde von Kimishige Ishizaka und Teruko Ishizaka als eine Klasse von an allergischen Reaktionen beteiligten Antikörpern identifiziert. In einer merklichen Reihe von Experimenten, die 1976 beginnen, hat Susumu Tonegawa gezeigt, dass genetisches Material sich umordnen kann, um die riesengroße Reihe von verfügbaren Antikörpern zu bilden.

Siehe auch

• Antikörper mimetic
• Anti-mitochondrial Antikörper
• Anti-Atomantikörper
• Colostrum
• ELISA
• Immunität von Humoral
• Immunitätsforschung
• Rauschgift von Immunosuppressive
• Intravenöser immunoglobulin (IVIg)
• Magnetischer immunoassay
• Mikroantikörper
• Antikörper von Monoclonal
• Das Neutralisieren des Antikörpers
• Sekundäre Antikörper
• Antikörper des einzelnen Gebiets
• Steigungsspektroskopie

Links

• Die Immunoglobulin Seite der Struktur/Funktion des Mikrophons an der Universität des Cambridges
• Antikörper als das PDB Molekül der Monatsdiskussion der Struktur von Antikörpern an der RCSB Protein-Datenbank

• Mikrobiologie und Immunitätsforschung Online-Lehrbuch an der Universität South Carolinas
• Hundert Jahre der Antikörper-Therapie-Geschichte und Anwendungen von Antikörpern in der Behandlung der Krankheit an der Universität Oxfords
• Wie Lymphozyten Antikörper von lebendigen Zellen erzeugen!
• Antikörper-Anwendungen Leuchtstoffantikörper-Bildbibliothek, Universität Birminghams