Antikörper

ANTIKÖRPER Struktur, Antikörperklassen und Funktion

Mastermodul Immunologie Silke Kinzel Silke Kinzel

GLIEDERUNG Allgemeines über Antikörper Aufbau eines Antikörpers Antikörper-Klassen Funktionen von Antikörpern Zusammenfassung

ALLGEMEINES ÜBER ANTIKÖRPER • • • •

Molekülmasse ca. 150 kDa Nur in Wirbeltieren Adaptive Immunität Humorale Immunantwort  sezernierte Antikörper gegen Eindringlinge in den Körperflüssigkeiten

•

Produktion durch differenzierte B-Zellen (Plasmazellen)

AUFBAU

Variable Region

Leichte Kette Disulfidbrücken Schwere Kette

Konstante Region

AUFBAU Disulfidbrücken Ig-Domänen durch S-S Brücken stabilisiert Tertiär und Quartär-Struktur des AK

AUFBAU – LEICHTE KETTE Leichte Kette (L-Kette) • ca. 25 kDa • zwei identische Ketten

AUFBAU – LEICHTE KETTE Leichte Kette (L-Kette) • ca. 25 kDa

VL CL

• zwei identische Ketten

• λ-Kette oder • κ-Kette • konstante und • variable Domäne

AUFBAU – SCHWERE KETTE Schwere Kette (H-Kette) • ca. 50 kDa • zwei identische Ketten

AUFBAU – SCHWERE KETTE Schwere Kette (H-Kette) • ca. 50 kDa

VH

CH1

CH2 CH3

• zwei identische Ketten

• Konstante und variable Domänen • 5 Hauptklassen von H-Ketten  vers. Isotypen  vers. Funktionen IgA, IgD, IgE, IgG, IgM

AUFBAU

Fab-Region (fragment, antigen binding)

Fc-Region (fragment, crystallizable)

AUFBAU

Fab-Region • Notwendig für Antigenerkennung • Aufbau: CH1, VH, CL1, VL • Paratop am amino-terminalen Ende • VH und VL bilden variable Region

Fc-Region • Aufbau: 2-3 konstante Domänen (je nach IgKlasse) • Notwendig für angemessene Immunantwort • Bindet an Fc-Rezeptoren, Komplement-Proteine etc.  z. B Opsonisierung, Degradation von Mastzellen etc.

AUFBAU - VARIABLE REGION 2. 3. 1.

Ag H1

H3

VH

epitope

H2

L1 L2 L3

VL

• Jeweils die 3 Schlaufen der VH und der VL bilden die Antigenbindungstasche (Paratop)

• Paratop (Schloss) interagiert mit Epitop (Schlüssel) des Antigens

AUFBAU - VARIABLE REGION Variable Region VH VL

• gebildet aus VH und VL • Fähigkeit spezifisches Antigen zu binden • Antigenbindestelle (Paratop)

ANTIKÖRPER-KLASSEN IgA, IgD, IgE, IgG, IgM

Unterschiedliche schwere Ketten α, δ, ε, γ und μ

Verschiedene Eigenschaften, Effektorfunktion und unterschiedlicher Aufbau

IgA, IgD, IgG  Gelenkregion

CH3 CH4

CH3

Gelenkregion

CH2

CH2

ANTIKÖRPER-KLASSEN

IgE und IgM  Weitere konstante Domänen

ANTIKÖRPER-KLASSEN Disulfidbrücke

J-Kette

IgM

IgA

ANTIKÖRPER-KLASSEN IgA •Haupt-AK auf Schleimhäuten (Lunge, Darm, Urogenitaltraktes) → Externe Abwehr

IgD •Antigenrezeptor auf reifen B-Zellen

IgG •Hauptantikörper im Blut → Interne Abwehr

ANTIKÖRPER-KLASSEN IgM • Antigenrezeptor auf unreifen und reifen BZellen •Erster AK während einer Immunreaktion → Primäre Abwehr •Sehr gute Agglutination

IgE •Aktiviert Effektorzellen (Mastzellen und Eosinophile) während einer Wurminfektion •Verantwortlich für allergische Reaktionen vom Typ 1 (Staubmilben, Asthma, Heuschnupfen)

FUNKTIONEN • Agglutination von Bakterien • Neutralisierung • Opsonisierung

• Komplementaktivierung • Antikörper-abhängige zellvermittelte Zytotoxizität (ADCC) • Aktivierung von Neutrophilen, Basophilen und Mastzellen • Kontrolle bzw. Terminierung der B-Zellantwort durch

Bindung an inhibierende Fc-Rezeptoren

FUNKTION - AGGLUTINATION

Vernetzung benachbarter Bakterien (v.a. IgM)  Erleichtert Aufnahme durch phagozytotische Zellen

FUNKTION - NEUTRALISIERUNG

• Bindung von AK an Toxine  Neutralisierung • Bindung von AK an Oberfläche von Bakterien/ Viren  verhindert Anheftung des Pathogen an Zelloberfläche • v. a. IgG und IgA

FUNKTION - OPSONISIERUNG

• Anheftung von Antikörpern an Oberfläche des Pathogen  Markierung • Fc-Rezeptoren der Phagozyten erkennen C-Region der Antikörper  Abtöten des Pathogenes • IgM und IgG

FUNKTION - KOMPLEMENTAKTIVIERUNG

Komplement

• Anheftung von Antikörpern an Oberfläche des Pathogen  Aktivierung der Proteine des Komplementsystems • Anlocken von Phagozyten (Komplementrezeptoren) • Terminale Komponenten des Komplements  Poren in Membran • IgM und IgG

FUNKTION - ADCC

• ADCC = antibody determined cellular cytotoxicity • Bindung von AKs an Rezeptoren auf NK-Zellen  Freisetzen von zytotoxischem Granula • v. a. IgG

ZUSAMMENFASSUNG •

Produktion durch Plasmazellen

•

Adaptive Immunität

•

2 identischen H- Ketten & zwei identischen L-Ketten

•

Quartärstruktur durch Disulfidbrücken

•

5 verschiedene Isotypen (H-Kette!)  unters. Effektorfunktionen

•

AKs in viele unterschiedliche Abwehrreaktionen des Immunsystems involviert

QUELLEN K. Murphy, P. Travers, M. Walport: Janeway Immunologie http://www.eurekainc.com.cn/images/ADCC.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/B-Zelle-Plasmazellen.png Vorlesung „Konzepte der Immunologie“ (FAU Erlangen)

VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT! Fragen?