人人学懂免疫学:第十六期

  • 分类:疫苗科普
  • 作者:kennisy
  • 来源:药学速览
  • 发布时间:2021-05-28
  • 访问量:0

【概要描述】上一期我们为大家介绍了MHC I类分子的结构以及MHC I类分子介导的抗原提呈过程:MHC I类分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段,MHC I类分子展示内源性抗原有 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。

人人学懂免疫学:第十六期

【概要描述】上一期我们为大家介绍了MHC I类分子的结构以及MHC I类分子介导的抗原提呈过程:MHC I类分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段,MHC I类分子展示内源性抗原有 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。

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▉ 导读

上一期我们为大家介绍了MHC I类分子的结构以及MHC I类分子介导的抗原提呈过程:MHC I类分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段,MHC I类分子展示内源性抗原有 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类分子与MHC II类分子有相似之处但也有不同之处。在对MHC I类分子有了了解后,今天我们一起来学习MHC II类分子

 

MHC分子的结构(左为MHC I类分子,右为MHC II类分子)

 

▉ MHC II类分子

MHC II类分子是由6号染色体HLA-D区基因编码,如同MHC I类分子一样,MHC II类分子也具有多态性——人与人之间的MHC II类分子具有差异。然而,与MHC I类分子不同的是,MHC II类分子的结合沟两端开放,多肽分子可以伸出沟外(具有两段闭合的结合沟的MHC I类分子提呈的由8-11个氨基酸组成的多肽片段与沟相匹配而落在沟内),因此结合于MHC II类分子的多肽比结合于MHC I类分子的多肽分子更大,约为 13-25 个氨基酸

 

MHC分子的结构(左为MHC I类分子,右为MHC II类分子)

 

MHC II类分子结构

 

在介绍MHC II类分子介导的抗原提呈过程之前,我们先大概了解一下MHC I类分子和MHC II类分子的区别:上一期我们提到的MHC I类分子介导的是内源性抗原的提呈过程,它们将内源性抗原片段提呈至CTL(细胞毒性T淋巴细胞),而MHC II类分子则介导外源性抗原的提呈过程,它们提呈外源性抗原多肽分子至Th细胞(helper T cells,辅助性T细胞)。

 

此外,MHC I类分子在几乎所有细胞上都表达,而MHC II类分子则主要表达在B细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞等抗原呈递细胞上。这一现象很有意义,MHC I类分子擅长提呈细胞内制造的蛋白质(不要忘记MHC I类分子提呈的是内源性抗原),因而几乎在所有细胞上表达的MHC I类分子使得CTL有机会检查机体内绝大多数细胞,以监视病毒或其他感染;而MHC II类分子正如“公告牌”——公示细胞外正在发生的事情,将危险警示于Th。因此,须执行该任务的表达MHC II类分子的细胞相对较少——仅对机体不同部位的环境提供抽样信息。

 

 

▉ MHC II类分子介导的抗原提呈过程

组成MHC II类分子的两种蛋白质在胞浆中产生并被转运至内质网,在内质网中它们与被称为恒定链(invariant chain)的第三种蛋白质结合。

 

恒定链蛋白执行下列多种功能:首先, 恒定链蛋白占位于MHC II类分子的结合沟,使其再不能获取内质网中其他多肽(这一点非常重要,因为内质网中有很多内源性多肽,它们被蛋白酶体加工后会装载于MHC I类分子上并随后被MHC I类分子展示,如果这些内源性多肽片段被装载于MHC II类分子,那么MHC I类分子和II类分子将展示同种产自细胞内的蛋白质多肽片段,造成资源的浪费)。因此,恒定链通过扮演MHC II类分子的“伴侣分子”以确保内源性多肽在内质网中不被MHC II类分子搭载。恒定链的第二个功能是引导MHC II类分子穿过高尔基体叠层加工到胞浆中叫做内体(endosome)的特殊小泡内。在内体中MHC II类分子与多肽搭载。

 

invariant chain

 

在MHC II类分子从内质网行进到内体的过程中,细胞外的蛋白质被带进细胞内并被包裹入吞噬体(Phagosome)中,随后吞噬体与内体融合,内体中的酶作用于吞噬体内的外源性蛋白质,将其切割加工成多肽分子,同时,内体酶也破坏了本结合与MHC II类分子上的恒定链,只留下那些能真正保护MHC分子结合沟的分子片段CLIP,但MHC分子本身却未受损伤。同时,一种被称作HLA-DM的细胞蛋白也到达内体,结合于MHC分子上,并将恒定链的残余片段(CLIP)释放,腾出MHC II类分子结合沟,容许外源性多肽装载于其上。最后,MHC II类分子与外源性多肽分子形成的复合物被转运至细胞表面展示。

 

(invariant chain占据MHC II类分子的结合沟,使MHC II类分子不能结合内质网中的内源性多肽分子;随后invariant chain被部分裂解,留下能保护MHC II类分子结合沟的CLIP片段;最后,HLA-DM将CLIP片段释放,使外源性多肽能够装载在MHC II类分子的结合沟上)

 

MHC II类分子介导的外源性抗原呈递过程

 

机体为MHC I类分子和II类分子安排了两个独立装载位点和转运途径。正是装载位点和转 运途径的相互独立,从而使得MHC I类“公告牌”可以为 CTL 公示发生在细胞内的事件,MHC II类“公告牌”可以为 Th 公示发生在细胞外的事件

 

MHC I类分子介导的内源性抗原呈递过程(右图)与MHC II类分子介导的外源性抗原呈递过程(左图)

 

▉ 小

在这两期推送中,我们为大家介绍了MHC I类分子和MHC II类分子。MHC I类分子与MHC II类分子都有自己特殊的结构和功能,MHC分子最主要的功能在于参与抗原呈递,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

 

 

参考书:《How the immune system works》、《The Immune System》

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