Kháng Thể – Wikipedia Tiếng Việt

 

 

Kháng thể là các protein khá nặng (~ 150 kDa) có kích thước khoảng 10 nm[7] được sắp xếp thành ba vùng hình cầu gần như tạo thành hình chữ Y.

Ở người và hầu hết các loài động vật có vú, một đơn vị kháng thể bao gồm bốn chuỗi polypeptide; hai chuỗi nặng (H) giống hệt nhau và hai chuỗi nhẹ (L) giống hệt nhau được nối với nhau bằng liên kết disulfua.[8] Mỗi chuỗi là một chuỗi các miền: các trình tự hơi giống nhau của khoảng 110 axit amin mỗi chuỗi. Các miền này thường được biểu diễn trong các giản đồ đơn giản dưới dạng hình chữ nhật. Chuỗi nhẹ bao gồm một miền biến đổi VL và một miền không đổi CL, trong khi chuỗi nặng chứa một miền biến đổi VH và ba đến bốn miền không đổi CH1, CH2,...[9]

Về mặt cấu trúc, một kháng thể cũng được phân chia thành hai đoạn liên kết kháng nguyên (Fab), chứa một vùng VL, VH, CL, và CH1 mỗi vùng, cũng như mảnh có thể kết tinh (Fc), tạo nên thân của hình dạng chữ Y.[10] Ở giữa chúng là vùng bản lề của các chuỗi nặng, có tính linh hoạt cho phép các kháng thể liên kết với các cặp epitop ở các khoảng cách khác nhau, để tạo thành phức hợp (dimer, trimer, v.v.) và liên kết các phân tử kháng nguyên dễ dàng hơn.[11]

Trong xét nghiệm điện di protein máu, các kháng thể chủ yếu di chuyển đến phần gamma globulin cuối cùng. Ngược lại, hầu hết các gamma-globulin là kháng thể, đó là lý do tại sao hai thuật ngữ này trong lịch sử được sử dụng như các từ đồng nghĩa, cũng như các ký hiệu Ig và γ. Việc dùng lẫn lộn hai thuật ngữ này không còn được sử dụng do sự tương ứng không chính xác và do nhầm lẫn với chuỗi γ nặng đặc trưng cho lớp kháng thể IgG.[12][13]

Vị trí liên kết kháng nguyên

sửa

Các miền biến đổi cũng có thể được gọi là miền FV. Đó là tiểu vùng Fab liên kết với một kháng nguyên. Cụ thể hơn, mỗi vùng biến đổi chứa ba vùng siêu biến thiên - các axit amin ở đó thay đổi nhiều nhất từ kháng thể này sang kháng thể khác. Khi protein gấp lại, các vùng này tạo ra ba vòng gấp nếp β, khu trú gần nhau trên bề mặt của kháng thể. Các vòng này được gọi là vùng xác định mức độ bổ sung (complementary determining region - CDR), vì hình dạng của chúng bổ sung cho hình dạng của một kháng nguyên. Ba CDR từ mỗi chuỗi nặng và chuỗi nhẹ cùng nhau tạo thành vị trí liên kết kháng thể mà hình dạng của nó có thể là bất cứ thứ gì, từ một túi để kháng nguyên nhỏ hơn liên kết vào, cho đến phần nhô ra tạo thành rãnh trên một kháng nguyên lớn. Tuy nhiên, thông thường, chỉ có một số dư lượng chiếm phần lớn năng lượng liên kết.[2]

Sự tồn tại của hai vị trí liên kết kháng thể giống hệt nhau cho phép các phân tử kháng thể liên kết mạnh mẽ với kháng nguyên đa hóa trị (các vị trí lặp lại như polysaccharide trong thành tế bào vi khuẩn, hoặc các vị trí khác cách xa nhau), cũng như tạo thành phức hợp kháng thể và phức hợp kháng nguyên-kháng thể lớn hơn.[2] Kết quả liên kết chéo đóng một vai trò trong việc kích hoạt các bộ phận khác của hệ thống miễn dịch.

Cấu trúc của CDR đã được phân nhóm và phân loại bởi Chothia et al.[14] và gần đây hơn của North et al.[15] và Nikoloudis et al.[16] Trong khuôn khổ của lý thuyết mạng lưới miễn dịch, CDR còn được gọi là các idiotype. Theo lý thuyết mạng lưới miễn dịch, hệ thống miễn dịch thích ứng được điều chỉnh bởi sự tương tác giữa các idiotype.

Vùng Fc

sửa

Vùng Fc (thân của hình chữ Y) bao gồm các miền không đổi từ các chuỗi nặng. Vai trò của nó là điều chỉnh hoạt động của tế bào miễn dịch: nó là nơi các phân tử phản ứng kích thích liên kết với, gây ra các hiệu ứng khác nhau sau khi vùng Fab của kháng thể liên kết với một kháng nguyên.[2][11] Tế bào tác động (chẳng hạn như đại thực bào hoặc tế bào tiêu diệt tự nhiên) liên kết thông qua các thụ thể Fc (FcR) của chúng với vùng Fc của kháng thể, trong khi hệ thống bổ thể được kích hoạt bằng cách liên kết phức hợp protein C1q. IgG hoặc IgM có thể liên kết với C1q, nhưng IgA không thể, do đó IgA không hoạt hóa đường bổ thể cổ điển.[17]

Một vai trò khác của vùng Fc là phân phối có chọn lọc các lớp kháng thể khác nhau trên toàn cơ thể. Đặc biệt, thụ thể Fc ở trẻ sơ sinh (FcRn) liên kết với vùng Fc của kháng thể IgG để vận chuyển nó qua nhau thai, từ mẹ sang thai nhi.

Các kháng thể là các glycoprotein,[18] có nghĩa là chúng có các carbohydrate (glycans) được thêm vào các gốc axit amin còn lại.[18][19] Các vị trí glycosyl hóa được giữ lại này xảy ra trong vùng Fc và ảnh hưởng đến tương tác với các phân tử tác động.[18][20]

Cấu trúc protein

sửa

Đầu cuối N của mỗi chuỗi nằm ở đầu. Mỗi miền immunoglobulin có cấu trúc tương tự, đặc trưng của tất cả các thành viên của siêu họ immunoglobulin: nó bao gồm từ 7 (đối với vùng không đổi) đến 9 (đối với vùng thay đổi) các gấp nếp β, tạo thành hai tấm beta theo mô-típ chính của Hy Lạp. Các tấm này tạo ra hình dạng "bánh sandwich", gấp nếp immunoglobulin, được giữ chặt với nhau bằng liên kết disulfide.

Phức hợp kháng nguyên

sửa

 

Các kháng thể tiết ra có thể xuất hiện dưới dạng một đơn vị hình chữ Y, một monomer. Tuy nhiên, một số lớp kháng thể cũng tạo ra dimer với hai đơn vị Ig (như với IgA), tetramer với bốn đơn vị Ig (như IgM của cá teleost), hoặc pentamer với năm đơn vị Ig (như IgM động vật có vú, mà đôi khi tạo ra cả hexamer, với sáu đơn vị).[21]

Các kháng thể cũng tạo thành phức chất bằng cách liên kết với kháng nguyên: đây được gọi là phức hợp kháng nguyên-kháng thể hoặc phức hợp miễn dịch. Các kháng nguyên nhỏ có thể liên kết chéo hai kháng thể, cũng dẫn đến sự hình thành các chất dimers, trimers, tetrame, v.v. của kháng thể. Các kháng nguyên đa lượng (ví dụ, tế bào có nhiều biểu mô) có thể tạo phức hợp lớn hơn với kháng thể. Một ví dụ điển hình là sự kết tụ hoặc ngưng kết của các tế bào hồng cầu với kháng thể trong xét nghiệm Coombs để xác định nhóm máu: các khối lớn trở nên không hòa tan, dẫn đến kết tủa rõ ràng.

Thụ thể tế bào B

sửa

Dạng liên kết màng của kháng thể có thể được gọi là globulin miễn dịch bề mặt (sIg) hoặc globulin miễn dịch màng (mIg). Nó là một phần của thụ thể tế bào B (BCR), cho phép tế bào B phát hiện khi nào có kháng nguyên cụ thể trong cơ thể và kích hoạt tế bào B.[22] BCR bao gồm các kháng thể IgD hoặc IgM gắn trên bề mặt và các dị thể Ig-α và Ig-β liên kết, có khả năng truyền tín hiệu.[23] Một tế bào B điển hình của con người sẽ có 50.000 đến 100.000 kháng thể gắn trên bề mặt của nó.[23] Sau khi liên kết với kháng nguyên, chúng tụ lại thành các mảng lớn, đường kính có thể vượt quá 1 micromet, trên các bè lipid giúp cô lập BCR với hầu hết các thụ thể tín hiệu tế bào khác.[23] Những mảng này có thể cải thiện hiệu quả của phản ứng miễn dịch tế bào.[24] Ở người, bề mặt tế bào để trống xung quanh các thụ thể tế bào B trong phạm vi vài trăm nanomet,[23] điều này càng giúp cô lập BCR khỏi các ảnh hưởng cạnh tranh.