Bài giảng Sinh hóa học - Chương 6: Hóa sinh hệ miễn dịch

Nội dung text: Bài giảng Sinh hóa học - Chương 6: Hóa sinh hệ miễn dịch

1. 
   Kháng nguyên tổng hợp • 3.3. NHÓM QUYẾT ĐỊNH KHÁNG NGUYÊN Có cấu trúc hoàn toàn xác định, thí dụ : homopolymer
   Là vùng trên phân tử KN mà kháng thể có thể nhận – poly L-proline, polypeptide thẳng. dạng được. Nhóm QĐKN có kích thước có thể lọt được đoạn peptide 4-6 amino acid hoặc một PHÂN LOẠI THEO ĐẶC TÍNH GÂY ĐƯMD oligosaccharide khoảng 6 gốc đường đơn.
   Kháng nguyên phụ thuộc tuyến ức :Khi gây ĐƯMD
   Kháng nguyên chỉ có một QĐKN đặc hiệu -> một đặc cần có sự hợp tác giữa lympho B và T mới tạo được hiệu epitope -> kháng nguyên đơn giá -> kháng kháng thể tương ứng (thường là cácKN protein). nguyên một hóa trị (monotonous antigen).
   Kháng nguyên không lệ thuộc tuyến ức : gây ĐƯMD Có nhiều epitope -> kháng nguyên đa giá -> không cần sự giúp đỡ của lympho T (thường là các polytonous antigen. kháng nguyên có bản chất carbohydrate).
   Epitope được nhận diện bởi kháng thể của lympho B 41 không trùng với epitope nhận diện bởi TcR. 42
   KN bạch cầu (HLA-human leucocyte antigen) : trên
   Lympho T chỉ nhận diện epitope của KN lạ khi chúng bề mặt bạch cầu cũng có các KN. Kháng thể chống được xử lý và trình diện cùng với nhóm phù hợp tổ lại KN của nhóm bạch cầu có thể xuất hiện ở các chức chính MHC (major histocompatibility complex). bệnh nhân truyền máu nhiều lần, hay ở các bà mẹ 3.4. MỘT SỐ KN TRÊN BỀ MẶT TẾ BÀO mang thai nhiều lần.
   KN hồng cầu : là các aminosugar –seramide
   KN nhóm hòa hợp mô chính (MHC-major N Ac Gal Gal histocompatibility complex) : là các protein ở trên bề Gal Gal-Fuc Gal mặt tế bào động vật đa bào, có 2 chức năng : Fuc Fuc - Thông tin với lympho T để nhận biệt KN thuộc về Màng hồng cầu bản thân hay xa lạ; Nhóm máu A Nhóm máu O Nhóm máu B - Kết hợp với peptide KN lạ để trình diện KN lên bề 43 mặt tế bào -> gây ra ĐƯMD. 44 11
2. KN nhóm hòa hợp mô chính (MHC) còn gọi là phức HLA, được chia làm hai lớp, khác nhau về chức năng, cấu trúc và tính kháng nguyên.
   Phức HLA lớp I (hay MHC lớp I) - Bao gồm : HLA-A, HLA-B, HLA-C, có ở hầu hết mọi tế bào có nhân của cơ thể. - Cấu trúc là một chuỗi polypeptide 345 aa-45.000 dalton, gọi là chuỗi ααα, - Cạnh chuỗi ααα (tương ứng chuỗi nặng trong Ig) xuất Phức hợp hòa hợp mô chính lớp I (H6.7) và lớp II (H6.8) hiện chuỗi βββ2-microglobulin (tương ứng chuỗi nhẹ Ig). (Major histocompatibility complex – MHCI & MHCII) 45 46 • Phức HLA lớp II (hay MHC lớp II) - Bao gồm HLA-DP, HLA-DQ vaØ HLA-DR, chỉ có trên bề mặt một số loại tế bào như đại thực bào, lympho B, tế bào thượng bì , có vai trò quan trọng trong sự tương tác tế bào của ĐƯMD . - Cấu trúc phân tử gồm 2 chuỗi polypeptide gần bằng nhau, mỗi chuỗi có 230 amino acid. Chuỗi ααα - 32.000 và chuỗi βββ 28.000 dalton. - Sự tương quan về cấu trúc phân tử của các lớp MHC, TcR và antibody được minh họa ở hình sau Sự tương quan cấu trúc của MHC, TcR và Ig. đây : 47 48 12
3. 4. KHÁNG THỂ (ANTIBODY) 4.2. CẤU TRÚC PHÂN TỬ IMMUNOGLOBULIN (Ig) 4.1. ĐỊNH NGHĨA - Phân tử đối xứng gồm 2 chuỗi nhẹ (L- light chain) và 2 chuỗi nặng (H - heavy chain). - Kháng thể là những globulin miễn dịch có khả năng - Chuỗi nhẹ L : 22.000 dalton, 214 AA; hai type k và λλλ; nhận diện và kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên một vùng VL (variable) và một vùng CL (constant). tương ứng. - Chuỗi nặng H : 53.000 dalton, 440 amino acid, - Kháng thể rất đa dạng. Theo quan điểm mới, không 5 type : ααα , µµµ, γγγ, εεε và δδδ phải KN quyết định việc tạo ra kháng thể, mà KN một vùng VH (variable) và 4-5 vùng CH (constant). khi vào cơ thể sẽ gặp kháng thể tương ứng mà thôi. - Có 10 cách kết hợp giữa chuỗi L và chuỗi H : Tính đa hình của kháng thể do đặc điểm di truyền ααα2k2, µµµ2k2, γγγ2k2, εεε2k2 và δδδ2k2 quyết định. ααα2λλλ2 , µµµ2λλλ2, γγγ2λλλ2, εεε2λλλ2 và δδδ2λλλ2 - Thụ thể lympho T (TcR) cũng nhận dạng KN. 49 50 KHÁNG THỂ (tt) - Vùng V của chuỗi L và H tạo thành vùng kết hợp với epitope của KN (antigen binding site ). Sự thay đổi của vùng V giúp kháng thể hoạt động thích ứng với nhiều KN. - Dùng papain : cắt Ig thành 3 phần bằng nhau : 2 Fab (antigen binding fragment) - kết hợp với antigen và Fc (crystallisable fragment)- kết hợp với bổ thể ở CH2 , bám vào màng tế bào. - Dùng pepsin cắt Ig thành 2 phần không bằng nhau : F (ab)’2 (hai hóa trị) + Fc bị phá hủy. - Dùng hóa chất cắt các cầu (S – S) – cắt dọc, thì Hình 6.4 : Cấu trúc phân tử immunoglobulin - Ig được 2 chuỗi L và 2 chuỗi H. 51 52 13
4. 4.3. SỰ TÁI TỔ HỢP GENE MÃ HÓA CHUỖI L&H Bảng 5.1 : Số lượng các locus mã hoá chuỗi nặng Trong quá trình tăng trưởng và biệt hóa lympho B và chuỗi nhẹ của phân tử Ig gene từ tế bào mầm được tái tổ hợp để có được mRNA làm khuôn mẫu tổng hợp kháng thể. Sự tái tổ hợp gene tạo nên tính đa hình của kháng thể.
   Có ba họ gene tách biệt nhau mã hóa kháng thể : - Gene mã hóa chuỗi k : chia làm3 bộ nhỏ V-J - C : 300 V + (4-5) J + 1 C - Gene mã hóa chuỗi λλλ: 2 V + 4 (JC) (J1C1, J2C2, J3C3, J4C4) - Gene mã hóa chuỗi H : 4 bộ nhỏ V D J và C (100 – 200) V + 20 D + 4 J + C 53 54 Sự tái tổ hợp gene để tổng hợp chuỗi k (100-300 V + 4-5 J + 1 C) Hình 5.12 : Tái tổ hợp gene chuỗi nặng ở chuột (J : joint - nối khớp; D : diversity – tính đa dạng) 55 (100-300V + 20 D + 4 J + 8 C: µµµ - δδδ - γγγ3 - γγγ1 - γγγ2b - γγγ2a - εεε - 56ααα) 14
5. 4.4. CÁC LỚP GLOBULIN MIỄN DỊCH
   Các globulin miễn dịch khác nhau về cấu trúc và thuộc tính sinh học. Tùy theo sự có mặt của chuỗi nặng mà chúng phân thành 5 lớp - IgA -> chuỗi nặng ααα - IgM -> µµµ - IgD -> δδδ - IgG -> γγγ - IgE -> εεε
   Cấu trúc phân tử của các Ig (H. 5.15). Tái tổ hợp gene tổng hợp chuỗi βββ của TcR
   Một số tính chất và hoạt tính sinh học của các lớp 57 kháng thể được dẫn ra ở bảng 6.4, t.187. 58 4.5. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA KHÁNG THỂ (1) Tác động trực tiếp của kháng thể với kháng nguyên  Làm bất hoạt các tác nhân xâm lấn : - Ngưng kết : KN ngưng kết thành đám -> bất hoạt. - Kết tủa : phức KN – KT bị kết tủa. - Trung hòa : kháng thể trung hòa KN -> mất độc tính. - Làm tiêu đi : KT tấn công KN làm tiêu màng tế bào. Tác động trực tiếp không đủ mạnh , do đó thường phải thông qua tác dụng phóng đại của hệ thống bổ thể và Cấu trúc phân tử các lớp Ig 59 hệ thống phản vệ. 60 15
6. (2) Hoạt a complement rồi tiêu hủy kháng nguyên (3) Hoạt hóa hệ thống phản vệ, thay đổi môi trường tại chỗ, ức chế độc tính kháng nguyên. - Làm tiêu đi : enzyme bổ thể làm tiêu màng tế bào vi khuẩn. IgE cố định trên màng tế bào các mô và trên màng tế bào mast ở mô và trên các basophil máu tuần hoàn. -Hoạt hóa thực bào : phức [KN-KT-bổ thể] làm cho các vật xâm lấn mẫn cảm cao với thực bào -> gọi là Khi kháng nguyên kết hợp với kháng thể IgE trên opsonin hóa, làm tăng số vi khuẩn bị phân hủy. màng tế bào, làm tế bào phình to, vỡ ra và giải phóng - Ngưng kết : enzyme bổ thể gây kết dính các phân tử một số chất làm giãn mạch và tăng tính thấm của xâm lấn -> chúng bất hoạt. mạch -> gây phản ứng tại chỗ giữa thành mạch và mô, - Trung hòa virus : enzyme bổ thể tấn công phá hoại biểu hiện bằng triệu chứng phù, ban đỏ, mẩn ngưá và cấu trúc virus làm chúng mất tác dụng. đau. 61 62 ỨNG DỤNG THỰC HÀNH  Ngưng kết KN-KT (Agglutination) : với antigens hữu CỦA MIỄN DỊCH HỌC hình.  Ngưng kết hồng cầu (Hemagglutination) : P/ư ngưng kết của hồng cầu (red blood cells- RBCs). Tests huyết thanh học (Serological Tests)  P/ứng kết tủa (Precipitation) : Với antigens hòa tan.  Test trực tiếp : Thăm dò trực tiếp kháng  Kỹ thuật kháng thể huỳnh quang (Fluorescent- nguyên (từ mẫu bệnh phẩm). antibody technique ) : Antibodies kiên kết với thuốc nhuộm huỳnh quang.  Test gián tiếp : thăm dò kháng thể (từ huyết  Cố định bổ thể (Complement fixation) : Hồng cầu là thanh bệnh nhân) chất chỉ thị.  Phản ứng trung hòa (Neutralization) : làm bất hoạt độc tố hoặc virus.  ELISA : Peroxidase enzyme la ø cha át ch ỉ thị . 16
7. • Hình 5-17 : Sự kết hợp antigens hữu hình và antibodies • Antigens có thể trên một tế bào (ngưng • Hình 5-16 : kết trực tiếp -direct • S kt hp agglutination) hoặc antigens hòa tan tấn công từng phần vi antibodies • (ngưng kết gián tiếp, hay thụ động - indirect or passive agglutination ) Hình 5-19 : Hemagglutination Hiện tượng ngưng kết hồng cầu có thể xẩy ra do các Hình 5-20 : Neutralization Reactions virus, lectin (nguồn gốc thực vật), kháng thể chống Phản ứng trung hòa loại trừ tác động có hại của hồng cầu virus hoặc ngoại độc tố 17
8. Complement Fixation Cố định bổ thể • Hình 5-18 : Antibody Titer • Hiệu gía kháng thể là nồng độ của antibodies chống lại một antigen hữu hình 5. BỔ TÚC THỂ (complement) 5.1. ĐỊNH NGHĨA Bổ túc thể là một hệ thống protein gồm 15-20 loại khác nhau, chiếm khoảng 10% protein tổng số huyết thanh. Bình thường bổ túc thể không hoạt động, khi có yếu tố khơi mào thì nhân phản ứng lên theo kiểu dòng thác, một số hoạt động như Hình 5-21 : Complement Fixation enzyme. Cố định bổ thể 72 18
9. 5.3. CHỨC NĂNG 5.2. THÀNH PHẦN Để loại bỏ kháng nguyên thì : Gồm 9 yếu tố đánh dấu từ C1 đến C9. • - Kháng thể nhận dạng kháng nguyên, C1 có 3 loại C1q – C1r – C1s. • - Hoạt hóa bổ túc thể (như là những enzyme), Trình tự hoạt hoa theo đường kinh điển (được nghiên • - Làm thủng màng -> loại trừ kháng nguyên. cứu và phát hiện trước nhất) : • Như vậy, bổ túc thể phối hợp hoạt động với kháng thể và đóng vai trò quan trọng của các chất trung C1q – C1r – C1s –C4 - C2 – C3 – C5 – C6 – gian trong đáp ứng miễn dịch. Do quan niệm chúng C7 – C8 – C9 có tác dụng bổ túc cho phản ứng kháng nguyên- kháng thể nên có tên gọi là “bổ túc thể”. 74 19