Kháng thể và ứng dụng trong công nghệ sinh học

KHÁNG THỂ
GLOBULIN MIỄN DỊCH
Ths. Đỗ Minh Quang


MỤC TIÊU
1. Trình bày được cấu trúc cơ bản của phân tử
globulin miễn dòch.
2. Giải thích hai thuộc tính: tính đặc hiệu
kháng nguyên và hoạt tính sinh học trong một
phân tử kháng thể.
3. Phân biệt được isôtip, allotip và iđiôtip.
4. So sánh các đặc điểm khác nhau của các lớp
globulin miễn dòch.


Mở Đầu
Globulin miễn dịch là phân tử có khả
năng kết hợp đặc hiệu với kháng
nguyên
Kháng thể có ở huyết tương, thể dịch,
trên các lympho B
Kháng thể được tạo ra ngẫu nhiên, độc
lập với kháng nguyên


Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể
Cấu trúc chuỗi nhẹ và chuỗi nặng
• Xử lý IgG1 bằng papain:
2 mảnh Fab

1 mảnh Fc
• Xử lý IgG1 bằng pepsin
F(ab)’2

mảnh nhỏ
• Xử lý với mercapto ethanol
2 chuỗi nặng (H)

2 chuỗi nhẹ (L)


Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể
* 2 dạng chuỗi nhẹ: Kappa
(ќ ) và Lamda (λ )
* 5 lớp chuỗi nặng:

γ,δ,ε,μ,α

* Trong phân tử kháng thể,
hai chuỗi nặng và hai chuỗi
nhẹ hòan tòan giống nhau.
VD: IgG có γ2Ќ2 hoặc

γ2λ2


Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử Kháng Thể


Các domen của cấu tạo phân tử

kháng thể
• Các cầu disulfur trong chuỗi phân
bố từ 100 – 110 a.amin làm cho các
chuỗi polypeptid của phân tử kháng
thể cuộn lại thành các búi gọi là
domen
• Chuỗi nhẹ có 2 domen VL và CL
chuỗi nặng có 4 domen VH,

CH1,
CH2, CH3 (IgM và IgE có thêm CH4)
• Domen CL và CH là các domen
có các a.amin tương đối hằng định

•

Domen VH và VL là 2 domen có
a.amin có tần suất thay đổi lớn.


Cấu Trúc Cơ Bản Của Phân Tử
Kháng Thể
Các vùng siêu biến

Trong các vùng thay đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ, một số đọan polipeptip
có tần suất thay đổi vượt trội gọi là vùng siêu biến
-Các vùng siêu biến gần các a.amin ở vị trí 30,50,95
- Vùng thay đổi của chuỗi nhẹ và chuỗi nặng được sắp xếp sao cho các
vùng siêu biến ở gần nhau tạo một cấu trúc bề mặt để kết hợp với kháng
nguyên

Các Khác Biệt trong Các Loại Kháng Thể
Isotip của kháng thể
- Khác biệt về Isotip là do
cấu trúc của chuỗi nặng của
các kháng thể khác nhau
- Có 5 lớp kháng thể IgA,
IgD, IgG, IgM, IgE


IgG1

IgG
- Chiếm 70-75% tổng lựơng
kháng thể
- Hệ số lắng 7S, trọng lượng
phân tử 146000
- Phân bố nội mạch, ngoại
mạch.
- Là kháng thể chính của đáp
ứng miễn dịch thứ phát

IgG3

- Có 4 dưới lớp IgG1, IgG2,
IgG3, IgG4


IgM

- Trọng lượng phân tử
900000, hệ số lắng 19S
- Dạng Pentamer gồm 5
đơn vị phân tử Globulin
miễn dịch liên kết nhau bởi
cầu disulfur giữa các domen
CH3
- Chuỗi phụ J và nhiều đơn
vị Oligosaccharide liên kết
với chuỗi μ


IgA
- Trọng lượng phân tử
380.000 gồm 1 đơn vị IgA,
một mảnh S và một chuỗi J,
hệ số lắng 11S
- IgA là kháng thể chủ yếu
trong dịch tiết
- Có 2 dưới lớp IgA1 (93%)
và IgA2 (7%)


IgD
- Chiếm <1% tổng lượng KT
- TLPT 180000, HSL 7S
- IgD có trên bề mặt Lympho B có
vai trò như 1 thụ thể kháng
nguyên của Lympho B

IgE
- TLPT 200000, HSL 7S
- Chuỗi nặng có 5 domen
VH, Cε1, Cε2, Cε3, Cε4
- Chuỗi nặng ε có ái lực
cao với thụ thể trên bề mặt
tế bào mast và tế bào ái
kiềm.


Các khác biệt trong các loại kháng thể
Alotip của kháng thể
- Do sự khác biệt về gien giữa các cá thể
trong cùng một loài
- Các alotip nằm trong vùng hằng định và
có sự khác biệt nhau chỉ ở 1 hay 2 a.amin
- Một số dấu ấn alotip
. Chuỗi nặng γ của IgG gọi là Gm
. Chuỗi nặng α của IgA gọi là Am
. Chuỗi nhẹ Kappa gọi là Km


Các khác biệt trong các loại kháng thể
Idiotip của kháng thể
- Vùng VH và VL cũng có cấu trúc không gian đặc
hiệu của chính nó
- Khi dùng kháng thể của một con vật làm kháng
nguyên để gây miễn dịch cho một con vật khác
đồng gien có thể tạo ra kháng thể chống với

phần đặc hiệu này
- Idiotip là đặc hiệu của globulin miễn dịch đối
với các epitop nhất định có trong 1 cá thể
- Trong 1 cơ thể cũng có các kháng thể kháng lại
Idiotip của chính mình, hình thành mạng tương
tác Idiotip – Anti idiotip.


Chức năng của kháng thể
Phân tử kháng thể gồm 2 chức năng riêng
biệt
1.

2.

Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng
nguyên do phần Fab quyết định
Chức năng sinh học do phần Fc quyết
định các thuộc tính sinh học của kháng
thể


Chức năng của kháng thể
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng
nguyên
- Do vùng VH và VL tham gia, đặc biệt là các
a.amin của 3 vùng siêu biến


Chức năng của kháng thể

Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng nguyên
(tt)
- Sự kết hợp kháng nguyên kháng thể chỉ có các liên
kết không đồng hóa trị tham gia


Chức năng của kháng thể
Chức năng nhận diện đặc hiệu kháng
nguyên (tt)
-

-

Phản ứng kháng nguyên kháng thể là khả hồi
Một kháng thể nhất định có thể kết hợp với một
hay nhiều etitop có cấu hình không gian tương
tự
Một etitop cũng có thể kết hợp với một hay
nhiều vị trí kết hợp kháng nguyên của các phân
tử kháng nguyên khác nhau


Chức năng của kháng thể
Chức năng sinh học của các kháng
thể
Quá trình giáng hóa
- Tốc độ giáng hóa phụ thuộc vào
domen CH2
- IgG có thời gian bán hủy là 23 ngày
- IgA và IgM có thời gian bán hủy là 5

đến 7 ngày
1.


Chức năng của kháng thể
Chức năng sinh học của các kháng
thể
2.
-

-

Di chuyển qua nhau thai
IgG (trừ IgG2) là kháng thể duy
nhất qua được nhau thai nhờ đó mẹ
truyền khả năng miễn dịch cho bào
thai
Cơ chế vận chuyển IgG nhờ phần
Fc


Chức năng của kháng thể
Chức năng sinh học của các kháng thể
3. Cố định bộ thể:
- Theo đường cổ điển: IgG1, IgG2, IgG3, và
IgM có thụ thể với C1q. Thụ thể này nằm
ở CH2, được ẩn dấu khi chưa có gì, nhưng
trở nên hoạt động khi kháng thể kết hợp
với kháng nguyên
- Theo con đường tắt được hoạt hóa bởi IgG

hay IgA vón tụ nhờ cố định C3b


Chức năng của kháng thể
Chức năng sinh học của các kháng thể
3. Cố định trên tế bào nhờ các thụ thể trên tế bào
- Thụ thể với IgG (FcγRI), (FcγRII), (FcγRIII)
. Có trên BC đơn nhân BC trung tính, tế bào giết tự nhiên,
Lympho B và Lympho T
. Làm Trung gian cho một số chức năng sinh học như hiện
tượng thực bào, phản ứng độc tế bào phụ thuộc kháng thể
- Thụ thể với IgE tìm thấy trên tế bào mast, basophil,

ε

ε

(Fc RI), trên Lympho cyt, monocyt, eosinophil (Fc RII)


Gen của phân tử kháng thể

Gien của chuỗi nặng của phân tử globulin miễn dịch


Gen của phân tử kháng thể
Gen của phần VH
- Có 3 nhóm gen nhỏ cách nhau
. Gen V có 87 gen nhỏ trong đó có 55 gen hoạt
động

. Gen D có 30 gen nhỏ
. Gen J có 6 gen nhỏ
- Ở các Lympho B có sự sắp xếp lại các gen này
. Khởi đầu 1 gen D với 1 gen J  DJ
. Tiếp theo ghép 1 gen V vào DJ VDJ
. Sự ghép nối này ngẫu nhiên nên khả năng tạo
ra một sự khác nhau của VH là
55 (V) X 30 (D) X 6 (J) = 10000

Khi hình thành cụm VDJ thì không có sự ghép nối nào xảy ra nũa
dối với phần VH