Quy trình sản xuất kháng thể đơn dòng, ưu nhược điểm

THẢO LUẬN NHÓM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
ĐỀ BÀI: QUY TRÌNH SẢN XUẤT KHÁNG THỂ ĐƠN DÒNG, ƯU
NHƯỢC ĐIỂM.
Môn học: Công nghệ protein
GiảngViên: TS. Nguyễn Văn Duy
1
NỘI DUNG
2. Kháng thể đa dòng và kháng thể đơn dòng
1. Kháng thể
3. Kết luận
2
1. KHÁNG THỂ.
Kháng thể là các phân tử immunoglobulin (có bản chất glycoprotein), do các tế
bào lympho B cũng như các tương bào (biệt hóa từ lympho B) tiết ra để hệ miễn
dịch nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ, chẳng hạn các vi khuẩn hoặc virus.
Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một epitope kháng nguyên duy nhất.
3
4
•Cấu trúc điển hình:
•Phân tử kháng thể cấu tạo từ 4 chuỗi polypeptide, gồm hai chuỗi
nặng (H, heavy, tiếng Anh, màu tím trong hình 3) giống hệt nhau
và hai chuỗi nhẹ (L, light, tiếng Anh, màu xanh lá trong hình 3)
cũng giống hệt nhau. Có hai loại chuỗi nhẹ κ (kappa) và λ
(lambda), do đó hai chuỗi nhẹ của mỗi phân tử immunoglobulin chỉ
có thể cùng là κ hoặc cùng là λ. Các chuỗi của immunoglobulin
liên kết với nhau bởi các cầu nối disulfide và có độ đàn hồi nhất
định .
2. KHÁNG THỂ
2. KHÁNG THỂ

Một phần cấu trúc của các chuỗi thì cố định nhưng phần
đầu của hai "cánh tay" chữ Y thì rất biến thiên giữa
các kháng thể khác nhau, để tạo nên các vị trí kết hợp
có khả năng phản ứng đặc hiệu với các kháng
nguyên tương ứng, điều này tương tự như
một enzyme tiếp xúc với cơ chất của nó. Có thể tạm
so sánh sự đặc hiệu của phản ứng kháng thể-kháng
nguyên với ổ khóa và chìa khóa.
5
2. KHÁNG THỂ
6
Các domain hằng định:
• Các domain hằng định (C, constant, tiếng Anh) đặc trưng bởi các
chuỗi amino acide khá giống nhau giữa các kháng thể. Domain
hằng định của chuỗi nhẹ ký hiệu là C
L
. Các chuỗi nặng chứa 3
hoặc 4 domain hằng định, tùy theo lớp kháng thể C
H
1, C
H
2, C
H
3 và
C
H
4.
• Các domain hằng định không có vai trò nhận diện kháng nguyên,
chúng làm nhiệm vụ cầu nối với các tế bào miễn dịch cũng như
các bổ thể. Do đó, phần "chân" của chữ Y còn được gọi là Fc (tức

là phần hoạt động sinh học của kháng thể F: fragment,
c: cristallisable)
2.KHÁNG THỂ
• Mỗi immunoglobulin có 4 domain biến thiên
(V, variable, tiếng Anh) ở đầu tận hai "cánh tay" của
chữ Y. Sự kết hợp giữa 1 domain biến thiên trên
chuỗi nặng (V
H
) và 1 domain biến thiên trên chuỗi
nhẹ (V
L
) tạo nên vị trí nhận diện kháng nguyên (còn
gọi là paratope). Như vậy, mỗi immunoglobulin có
hai vị trí gắn kháng nguyên. Hai vị trí này giống nhau
như đúc, qua đó một kháng thể có thể gắn được với 2
kháng nguyên giống nhau.
7
2. KHÁNG THỂ
8
2.KHÁNG THỂ
• . Hai "cánh tay" của chữ Y còn gọi là Fab (tức là phần nhận
biết kháng nguyên, F: fragment, ab: antigen binding).
Domain kháng nguyên nơi gắn vào kháng thể gọi là epitope.
• Các domain sở dĩ gọi là biến thiên vì chúng khác nhau rất
nhiều giữa các kháng thể. Chính sự biến thiên đa dạng này
giúp cho hệ thống các kháng thể nhận biết được nhiều loại
tác nhân gây bệnh khác nhau. Cơ chế tạo nên sự biến thiên
này sẽ được đề cập ở những phần sau.
9
2. KHÁNG THỂ

Tự kháng thể:
Đầu thế kỷ 20, Paul Ehrlich đưa ra khái niệm horror
autotoxicus (tạm dịch "tính tự độc đáng sợ"), cho rằng hệ
miễn dịch không tạo ra kháng thể chống lại các thành phần
của chính cơ thể, vì điều này sẽ dẫn đến tự hủy diệt. Quan
niệm này được chấp nhận rộng rãi suốt gần trọn thế kỷ cho
đến khi khái niệm "mạng lưới kháng thể" ra đời.
10
2. KHÁNG THỂ
. Đầu thập niên 1980, người ta khám phá ra các tự
kháng thể hình thành tự phát với số lượng ít, thường
đặc hiệu với nhiều kháng nguyên của cơ thể nên gọi
là đa đặc hiệu. Các tự kháng thể này khá lành, không
gây phản ứng hủy diệt như các tự kháng thể trong các
bệnh tự miễn, khi cơ chế điều hòa miễn dịch bị qua
mặt.
11
3. KHÁNG THỂ
Tính đặc hiệu của phản ứng kháng thể-kháng nguyên:
• Cũng chính Erhlich, vào đầu thế kỷ 20, đã đề xuất
rằng các kháng thể được sản xuất sẵn trong cơ thể,
độc lập với mọi kích thích từ bên ngoài. Vai trò
của kháng nguyên là đẩy mạnh sự sản xuất kháng thể
đặc hiệu tương ứng.
• Mô hình của Erhlich đã được chứng minh là đúng
mặc dù ở thời của ông người ta chưa phân biệt được 2
loại lympho B và lympho T. Cơ thể đã chuẩn bị sẵn
kháng thể cho hầu như mọi "kẻ xâm nhập" tiềm năng.
12
2.KHÁNG THỂ

Trong quá trình phát triển và biệt hóa các tế bào
lympho B, có sự tái tổ hợp các gene mã hóa
immunoglobulin. Trong mỗi tế bào lympho B, tổ hợp
gene của phần biến thiên chỉ xảy ra 1 lần sẽ giữ
nguyên đến hết đời sống của tế bào đó. Nếu vượt qua
được các cơ chế chọn lọc, lympho B sẽ tiếp tục sống:
13
2. KHÁNG THỂ
• Lympho B sẽ tồn tại ở dạng naive cho đến khi gặp kháng
nguyên tương ứng.
• Nếu không gặp kháng nguyên, lympho B hoạt động cầm
chừng dưới dạng naive đến hết đời của nó.
14
2. KHÁNG THỂ
• Khi gặp kháng nguyên đặc hiệu, với sự trợ giúp của lympho
TH1 qua các cytokine, lympho B sẽ phân chia thành dòng, một
số biệt hóa thành tương bào nhằm sản xuất kháng thể hàng
loạt, một số lympho B khác sẽ trở thành tế bào lympho B ghi
nhớ và tiếp tục phân bào, duy trì sự tồn tại của dòng tế bào đó
trong cơ thể. Nếu nhiễm kháng nguyên đó một lần nữa, các tế
bào B ghi nhớ sẽ đáp ứng nhanh hơn dạng näive. Ưu điểm này
của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu là nguyên tắc của việc ngừa
bệnh bằng vắc-xin.
15
2. KHÁNG THỂ
Trong các immunoglobulin mà cơ thể có thể tạo ra, có
những phân tử rất giống với nhau. Khi một kháng
nguyên tiếp xúc với hệ miễn dịch, các dòng kháng thể
tương tự đều được kích thích với những mức độ khác
nhau, trong đó dòng đặc hiệu chính danh là đáp ứng

mạnh nhất, nổi bậc nhất.
16
2. KHÁNG THỂ
• Ái lực của kháng thể với kháng nguyên:
• Liên kết giữa kháng thể và kháng nguyên, tương tự như
giữa enzyme và cơ chất, có tính thuận nghịch. Liên kết mạnh
hay yếu tùy vào số lượng liên kết và độ đặc hiệu giữa vùng
nhận diện kháng nguyên trên kháng thể và cấu
trúc epitope tương ứng.
17
2. KHÁNG THỂ
18
• Ái lực của kháng thể đối với kháng nguyên là hợp lực
của các lực liên kết yếu không đồng hóa trị (liên kết
hydro, lực van der Waals và các liên kết ion ). Các
lực liên kết yếu này chỉ có tác dụng trong một bán
kính nhỏ, do đó sự đặc hiệu (hay tính chất bổ sung)
trong cấu trúc không gian 3 chiều của 2 vùng phân tử
có vai trò quyết định đối với ái lực của kháng thể với
kháng nguyên.
2. KHÁNG THỂ
• Như vậy, một kháng nguyên có thể được nhận diện
bởi nhiều kháng thể với độ đặc hiệu khác nhau, dòng
kháng thể nào phù hợp nhất về cấu trúc 3 chiều với
epitope sẽ được khuếch trương mạnh nhất.
19
2. KHÁNG THỂ
Các lớp kháng thể (hay isotype):
• Các kháng thể được phân thành 5 lớp hay isotype, tùy
theo cấu tạo của các domain hằng định của các chuỗi

nặng: các chuỗi γ, α, μ, ε và δ lần lượt tương ứng với
các immunoglobulin (Ig) thuộc các lớp IgG, IgA,
IgM, IgE ,IgD.
20
2. KHÁNG THỂ
• IgG
IgG là loại immunoglobulin monomer (mono=1), là
kháng thể phổ biến nhất trong máu, sữa non và các
dịch mô. Đây là isotype duy nhất có thể xuyên
qua nhau thai, qua đó bảo vệ con trong những tuần lễ
đầu đời sau khi sinh khi hệ miễn dịch của trẻ chưa
phát triển. Vai trò chính của IgG là hoạt hóa bổ
thể và opsonine hóa. Có 4 thứ lớp: IgG1 (66%), IgG2
(23%), IgG3 (7%) và IgG4 (4%) trong đó IgG4
không có chức năng hoạt hóa bổ thể.
21
2. KHÁNG THỂ
• IgA
IgA chiếm khoảng 15 - 20% các immunoglobulin trong
máu, nó chủ yếu được tiết tại các mô niêm nhầy (chẳng
hạn trong ống tiêu hóa và hệ hô hấp). Nó còn được tiết
trong sữa non, nước mắt và nước miếng nước bọt. Lớp
immunoglobulin này chống lại (bằng cách trung hòa)
các tác nhân gây bệnh tại những nơi chúng được tiết ra.
Nó không hoạt hóa bổ thể, khả năng opsonise hóa cũng
rất yếu. Có hai dạng IgA là IgA1 (90%) và IgA2 (10%).
22
2. KHÁNG THỂ
• Khác với IgA1, các chuỗi nặng và nhẹ của IgA2
không nối với nhau bằng các cầu disulfide mà bằng

các liên kết không đồng hóa trị. IgA2 có ít trong
huyết thanh, nhưng nhiều trong các dịch tiết.
23
2. KHÁNG THỂ
• Trong các dịch tiết, IgA có dạng dimer (di=2), nối với
nhau bằng hai chuỗi phụ. Thứ nhất là một chuỗi J
(join - nối; không phải là các gene J của
immunoglobulin), một polypeptide có khối lượng
phân tử 1,5 kDa, giàu cysteine và khác biệt hoàn toàn
với các chuỗi immunoglobulin khác. Thứ hai là một
chuỗi polypeptide có tên secretory component cùng
có khối lượng phân tử 1,5 kDa, do các tế bào biểu
mô tiết ra. IgA còn tồn tại dưới dạng trimer (tri = 3)
và tetramer (tetra = 4).
24
2. KHÁNG THỂ
• IgM
IgM tạo nên các polymer (poly = đa, nhiều) do các
immunoglobulin liên kết với nhau bằng các cầu nối đồng
hóa trị disulfide, thường là với dạng pentamer (penta = 5)
hoặc hexamer (hexa = 6). Khối lượng phân tử của nó khá
lớn, xấp xỉ 900 kDa. Chuỗi J thường thấy gắn với nhiều
pentamer, trong khi các hexamer lại không chứa chuỗi J do
cấu trúc không gian không phù hợp. Do mỗi monomer có
hai vị trí gắn kháng nguyên, một pentamer IgM có 10 vị trí
gắn kháng nguyên, tuy vậy nó không thể gắn cùng lúc 10
antigen vì chúng cản trở lẫn nhau.
25