人人学懂免疫学:第十五期

  • 分类:学术研究
  • 作者:Kennisy
  • 来源:药学速览
  • 发布时间:2021-04-21
  • 访问量:0

【概要描述】

人人学懂免疫学:第十五期

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▉ 导读

前几期推送中,我们详细为大家介绍了B细胞和抗体,包括B细胞受体的结构、初始B细胞的激活、四种类型的抗体以及伴随B细胞成熟发生的一系列事件等。在接下来的几期推送中,我们将为大家介绍获得性免疫系统的中心环节——抗原提呈。抗原提呈过程涉及从抗原被提呈细胞摄取并消化成免疫原性肽,以MHC 肽复合物的形式呈现于细胞表面,通过TCR激活T细胞 ,直至触发免疫应答反应的复杂过程。今天,我们首先为大家介绍MHC分子

 

 

▉ MHC分子

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC) 是一组编码动物主要组织相容性抗原的基因群的统称。目前,MHC I类和MHC II类分子的结构已经得到了完整的解析(如下图所示)。人类的MHC被称为HLA(human leukocyte antigen,HLA),即人白细胞抗原。

MHC分子最主要的功能是参与抗原呈递,即MHC分子通过其肽结合槽与抗原肽结合,并将其呈现于细胞表面,供T细胞识别并促发免疫应答反应。

 

MHC分子的结构(左为MHC I类分子,右为MHC II类分子)

 

▉ MHC I 类分子

MHC I类分子的结构具有一个两段闭合的结合沟, 它们所提呈的多肽片段(大多由8-11个氨基酸组成)与沟相匹配而落在沟内。

 

 

每一个I类HLA蛋白均与β2微球蛋白的蛋白质配对以形成完整的MHC I类分子。我们每个人都有3个MHC I 类分子的编码基因(HLA-A、HLA-B和HLA-C),定位于6号染色体。由于人类有分别来自于母亲和父亲的两条6号染色体,故我们都有 6 个MHC I类基因。而HLA-A、HLA-B和HLA-C基因编码的HLA蛋白都存在轻微的变异形式(具有相同的大体形态,但存在一个或几个氨基酸的差异),这被称之为“多态性”。

因为MHC I类分子的多态性,因而它们具有不同的结合基序并能提呈具有不同氨基酸末端的多肽(例如,有一些MHC I类分子能与一端为疏水性氨基酸的多肽结合,而另外一些 MHC I类分子则更倾向与碱性氨基酸结合等等)。因此,MHC I类分子能结合和提呈大量不同的多肽,每一个多肽均与MHC结合大沟末端的特定氨基酸相匹配

 

6号染色体

 

▉ MHC I类分子介导的抗原提呈过程

MHC I类分子主要介导内源性抗原的抗原提呈过程(外源性抗原的抗原提呈过程由MHC II类分子介导,下一期介绍)。内源性抗原包括肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原、病毒感染细胞合成的病毒蛋白(当病毒进入细胞后,会利用宿主细胞的生物合成机制,以生产病毒基因编码的蛋白质,因此病毒产生的蛋白质也归为内源性抗原)等等。

 

内源性抗原与外源性抗原的区别

 

内源性蛋白质抗原会在胞浆内的蛋白质销毁“装置”——蛋白酶体内被切割成小片段,这些多肽小片段大多数随后进一步裂解成单个氨基酸,被重新用于蛋白质合成。但是某些由蛋白酶体裂解产生的多肽能被特异性转运蛋白(TAP1、TAP2)所携带,穿过内质网膜。一旦进入内质网,某些多肽被选中、填入MHC I类分子结合沟内,它们将在细胞表面并被展示(这里说的“选中”,是因为并非所有的多肽都能满足相关条件)。首先,多肽分子须具有适当长度——约8-11个氨基酸(这种长度正是MHC I类分子抗原结合槽所能容纳的最适长度);其次,多肽末端氨基酸必须与衬于MHC分子结合沟两端的锚定氨基酸相容。显然,并不是所有由蛋白酶体准备的“碎片”都具有这些特征,那些不符合条件的多肽分子被转运出内质网,回到胞浆中进一步降解。因此,MHC I类分子展示的有 3 个重要步骤:由蛋白酶体裂解产生抗原多肽;由TAP转运体将多肽转运至内质网;多肽结合于MHC I类分子结合沟内并被运至细胞表面展示

 

MHC I类分子介导的内源性抗原呈递过程(英文版)

MHC I类分子介导的内源性抗原呈递过程(中文版)

 

尽管不同的细胞表达的MHC I类分子数量各异,但人体内几乎所有的细胞均在表面表达MHC I类分子细胞毒性T淋巴细胞(CTL)会审查由MHC I类分子展示的蛋白质多肽片段,因此几乎每一个细胞都像是一本“打开的书”,均可被 CTL 检查以确定该细胞是否被病毒或其他生物侵袭,从而决定是否应该破坏之。

 

▉ 小

本期推送中,我们为大家介绍了MHC I类分子的结构和由其介导的内源性抗原的抗原呈递过程。MHC分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段MHC I类分子展示的有 3 个重要步骤:由蛋白酶体裂解产生抗原多肽;由TAP转运体将多肽转运至内质网;多肽结合于MHC I类分子结合沟内并被运至细胞表面展示相信大家现在对MHC I类分子已经有了充分的了解,下一期推送中我们将为大家介绍MHC II类分子。

 

 

参考资料:https://europepmc.org/article/med/27614798

参考书:《How the immune system works》

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