3/24/2013

1

Relaţia Structură -Funcţie

A. Proteine globulare

1) Cu structură secundară α-helix• Albumina plasmatică (studiu individual)• Hemoproteide:

Mioglobina (Mb) Hemoglobina (Hb)Catalaza (studiu individual)Citocromul C (studiu individual)

2) Cu structură secundară foaie

• Imunoglobuline

B. Proteine fibrilare

1) Cu structură secundară specifică: Colagen2) Cu structură secundară α-helix: α-Keratina3) Fără structură secundară: Elastina

Imunoglobuline (Ig) = Anticorpi (Ac)

• Definiţie

• Antigen (Ag) & Determinant antigenic

• Răspuns imun

• Proteinele MHC

• Structura Ig.

• Interacţiunea Ag-Ac

• Clasificarea Ig

• Distribuţia & Rolul Ig

3/24/2013

2

• Definiţie

Imunoglobulinele (Ig) sau anticorpii (Ac) = proteine globulare sintetizate de

către plasmocite (limfocite B efectoare), ca răspuns la prezenţa în organism

a unui antigen

microorganism (bacterie, virus, parazit)

compus macromolecular (proteină, polizaharid) considerat “non-self”.

Imunoglobuline (Ig) = Anticorpi (Ac)

Antigenul

= orice substanţă de origine endogenă sau exogenă capabilă să declanşeze un

răspuns imun.

Un antigen complet este alcătuit din

• “determinant antigenic” responsabil de specificitatea antigenului, şi

• “transportor” al determinantului antigenic (macromoleculă)

întreg ansamblul fiind responsabil de imunogenitatea antigenului.

Haptena

= o molecula mică (GM<1000) care devine imunogenă numai după ataşarea

covalentă de o macromoleculă

Determinant antigenic

Antigen

(Ag)

Determinant

antigenic

Anticorp (Ac)

Determinanţii antigenici pot fi:

- liniari (lanţuri scurte de 8-12 aminoacizi dispuşi

succesiv în lanţul peptidic)

- conformaţionali (grupuri de 8-12 aminoacizi ce

aparţin unor regiuni diferite ale lanţului peptidic sau

chiar unor lanţuri diferite)

Un antigen poate avea mai multi determinanti

antigenici diferiti

Ex. mioglobina are 5 determinanţi antigenici

conformaţionali

Fiecare determinat antigenic este recunoscut de

- un anume Ac (Ig)

- un receptor specific situat pe un limfocit B

3/24/2013

3

Răspunsul imun

Implică 2 sisteme complementare:

Sistemul umoral• Cuprinde anticorpii (Ac), numiţi şi imunoglobuline (Ig), sintetizaţi & secretaţi de

către limfocitele B efectoare (plasmocite);

Ac reprezintă 20% din proteinele plasmatice;

În plasma umană exista >108 Ac specifici pentru >108 determinanti antigenici;

• Este direcţionat împotriva bacteriilor & virusurilor extracelulare precum şi a

macromoleculelor “non-self”, complexul Ag-Ac fiind fagocitat de către macrofage

Sistemul celular• Cuprinde limfocitele T citotoxice (TC, numite “killer”) şi limfocitele T ajutătoare

(numite “helper”,TH);

• Este direcţionat împotriva celulelor infectate şi a paraziţilor;

• Limfocitele TC au pe membrane receptori specifici care identifică & leagă celulele

infectate şi celulele proprii modificate (tumorale)

• Limfocitele TH interacţionează cu macrofagele şi secretă citokine (interleukine)

care stimulează proliferarea limfocitelor TC, TH şi B

Răspunsul imun

3/24/2013

4

Proteinele MHC

Sistemul imun trebuie să

– identifice şi să distrugă patogenii

– recunoască şi să nu distrugă proteinele şi celulele proprii (“self”)

Detecţia antigenelor este mediată de proteinele MHC (“major

histocompatibility complex”)

Proteinele MHC leagă şi expun pe suprafaţa celulei

fragmente peptidice rezultate prin digestia intracelulară a

- proteinelor “self”

- proteinelor “non-self”

Complexele MHC – peptidă sunt identificate de receptorii

specifici situaţi pe membranele limfocitelor T

Proteinele MHC - Clasificare

Clasa MHC I Situate pe suprafaţa tuturor celulelor;

Fiecare individ uman posedă un set propriu de 6

variante rezultate prin combinarea lanţului β cu 6

variante de lanţ α; (2 indivizi au un set diferit !)

Leagă şi expune peptide rezultate prin proteoliza

proteinelor existente, la un moment dat, în celulă;

Complexele “MHC I–peptidă” sunt ţinta receptorilor

de pe limfocitele TC

Maturizarea în timus a limfocitelor TC include şi un

proces de selecţie şi eliminare a limfocitelor care

recunosc complexele ce expun peptidele rezultate

prin fragmentarea proteinelor proprii (“self”).

3/24/2013

5

Proteinele MHC - Clasificare

Clasa MHC II Situate pe suprafaţa celulelor specializate:

macrofage şi limfocite B;

Fiecare individ uman posedă un set propriu de 12

variante rezultate prin combinarea variantelor de

lanţ β şi lanţ α; (2 indivizi au un set diferit !)

Leagă şi expune peptidele rezultate prin proteoliza

proteinelor ingerate de celule

Complexele “MHC II–peptida” sunt ţinta receptorilor

de pe limfocitele TH

Maturizarea în timus a limfocitelor TH include şi un

proces de selecţie şi eliminare a limfocitelor care

recunosc complexele ce expun peptidele rezultate

prin fragmentarea proteinelor proprii (“self”).

Limfocitele TH vor stimula (prin secreţia citokinelor)

proliferarea selectivă limfocitelor TC si B

=> selecţie clonală

Sindromul imunodeficienţei dobândite (AIDS) este

rezultatul atacului viral (HIV) asupra limfocitelor TH

Rolul proteinelor MHC I şi MHC II

3/24/2013

6

Răspunsul imun

Limfocitele cu memorie

- nu secretă Ac,

- circulă prin sânge

- supravieţuiesc mai multe luni/ani

- sunt pregatite să reacţioneze la o

noua infectie cu acelasi Ag.

Imunoglobuline – Structura

1

α

γ

δ

ε

μ

5Tipuri

1

Lanţ usor

“light” = L

NH2

COOH

220

COOH

440

Lanţ greu

“heavy” = H

NH2

Regiunea

variabila VH

Regiunea

constanta CH1

Regiunea

constanta CH2

Regiunea

constanta CH3

Oligozaharid

Regiunea

variabila VL

Regiunea

constanta CL

Regiuni

hipervariabile

k

λ 2Tipuri

Structura primară

3/24/2013

7

Structura secundară: foaie β

2 foi β suprapuse, legate prin punte disulfidică, formează un motiv

structural caracteristic, întâlnit atât în regiunile variabile cât şi în regiunile

constante

Foaie β antiparalelă

Foaie β antiparalelă

Legătura disulfidică

leagă cele 2 foi β

Imunoglobuline – Structura

Domeniile lanţului uşor L

Structura terţiară Globulară

Lanturile usoare au 2 domenii globulare

Lanturile grele au 4 domenii globulare

Imunoglobuline – Structura

3/24/2013

8

Structura cuaternară – Reprezentare liniară

(HL)2 – Lanţurile H (CH2) sunt legate prin 2 punţi disulfidice

– Fiecare lanţ L (CL) este legat de H (CH1) printr-o punte disulfidică

Imunoglobuline – Structura

Hidroliza IgG sub acţiunea papainei

2 Fragmente care leagă Ag Un fragment

cristalizabil

responsabil de

interacţiunea cu

ComplementulExistă 2 centri de legare a Ag

care au o conformaţie specifică,

complementară determinantului

antigenic corespunzător

=> Afinitatea Ac pentru Ag = 105-1010 M-1

3/24/2013

9

Structura cuaternara a Ig G

Reprezentare care ilustrează alcătuirea celor 2 centrii de legare a Ag (prin asocierea

regiunilor hipervariabile (CDR1, CDR2, CDR3, etc.) ale domeniilor VH si VL)

Centrii de legare Ag

Legarea Ag se bazează pe

complementaritatea sterică

(iniţială sau indusă)

dintre Ag şi centrul de legare a AcAg este legat prin interactiuni hidrofobe, van

der Waals, legături de hidrogen şi ionice!

Kd = 10-10M

Ig - Clasificare

Abreviere Lanţ L Lanţ H Structura Glucide

%

Ig A k sau λ αk2 α2

(k2 α2)2j7-12

Ig G k sau λ γ k2 γ2 2-3

Ig E k sau λ ε k2ε2 10-12

Ig D k sau λ δ k2δ2 -

Ig M k sau λ μ (k2μ2)5j 10-12

Concentraţia serică (g/L)

IgA şi IgM există sub formă de

dimer, respectiv pentamer

3/24/2013

10

Imunoglobuline – Distribuţie & Rol

Tip Ig Distribuţie Rol

IgA

Lacrimi, saliva, lapte

Secretii

- respiratorii,

- gastrointestinale

- urogenitale

Anticorpii secretori majori;

Determina aglutinarea bacteriilor, impiedicând astfel

penetrarea mucoaselor

IgM

Plasmă

Membrana limfocitelor B

Ac sintetizat de plasmocite la

primul contact cu Ag

Receptor pentru Ag

Promovează fagocitoza microorganismelor de către

macrofage şi leucocite PMN

Activează complementul

IgG

Plasmă

Ac sintetizat de limfocitele B

cu memorie la contactul

repetat cu Ag

Promovează fagocitoza microorganismelor de către

macrofage şi leucocite PMN

Activează complementul

IgDMembrana limfocitelor B

PlasmaReceptor pentru Ag

IgEFixate, prin fragmentul Fc,

pe suprafata mastocitelor si

a bazofilelor

Cuplarea lor cu antigenul produce degranularea

mastocitului => secretia histaminei si cresterea

permeabilitatii vasculare => aglomerarea limfocitelor

la sediul inflamatiei; sunt implicate în reacţia alergică

Fagocitoza unui complex virus- Ac

Virusul este înconjurat de molecule de IgG (corespunzatoare determinanţilor antigenici)

Fragmentul FC al IgG se leagă de receptorul specific de pe suprafaţa macrofagului şi iniţiază

fagocitoza şi distrugerea virusului