H3. Het specifiek verweer: antilichamen
1. De structuur
Antilichamen = eiwitten die door B-cellen worden geproduceerd en die een specifiek epitoop van een
antigeen herkennen + erop binden
➔ Ze spelen een belangrijke rol bij de verdediging tegen infectieziekten + andere pathogenen
➔ Antilichamen behoren tot de serumglobulinen
→ Omwille van hun werking in de immuunrespons worden deze glycoproteïnen ook wel
immunoglobulinen genoemd
→ In het elektroforetisch patroon van serumeiwitten, bevinden de immunoglobulinen zich in
de gamma-band van het eiwitspectrum
---> Daarom spreekt men soms ook over gamma-globulinen
De structuur van antilichamen:
➔ 4 polypeptideketens
→ Omwille van het moleculair gewicht spreekt men van:
- 2 identieke lichte ketens → gecodeerd door een V, J en D gen
- 2 identieke zware ketens → gecodeerd door een V, J, D en C gen
➔ De zware + lichte ketens zijn aan elkaar gebonden met disulfide bruggen (S-S) +
bestaan uit domeinen
→ Een eiwitdomein = een apart deel van een eiwitsequentie en -structuur die
apart evolueert en functioneert
→ Elk domein heeft een compacte 3D-structuur die meestal onafhankelijk is
opgevouwen
→ De meeste eiwitten bestaan uit verschillende structurele domeinen
→ 1 bepaald domein kan voorkomen in verschillende evolutionair gerelateerde
eiwitten
→ Domeinen zijn vaak functionele eenheden (bv. een calciumbindend domein)
➔ In de zware keten heeft men meerdere constante domeinen met een
verschillende functie
→ Men nummert ze: CH1 , CH2, CH3 en CH4 (niet alle klassen hebben een 4de CH)
➔ De VL en VH vormen de NH-terminus → het antigeen-epitoop-bindend gebied
➔ Immunoglobulinen bevatten suikerresidu’s op de constante gebieden van de
zware ketens
➔ Lichte ketens bestaan uit:
- 2 ’s OF 2 ’s
- Een VL + een CL domein
→ Bij de variabele is er een variatie in AZ-samenstelling
---> Deze verschilt tussen immunoglobulinen gesynthetiseerd door
verschillende B-cellen
➔ Zware ketens bestaan uit:
- 1 VH domein + 3 of 4 CH domeinen
- , en zijn 3 constante domeinen
- en zijn 4 constante domeinen → ze zijn langer + zwaarder
, ➔ De lichte en zware ketens zijn identiek binnen 1 antilichaam, waardoor
de epitoop-bindingsplaatsen identiek zijn
→ Tussen 2 antilichamen zijn ze verschillend, indien ze afkomstig zijn van
een andere B-cel
---> Ze zullen dan ook een ander epitoop herkennen
➔ De variabiliteit komt van de variabiliteit in de VL en VH ketens en van de
willekeurige paring van lichte (L) en zware (H) ketens
→ Hierdoor is er een pool aan mogelijke bindingsplaatsen voor zeer veel
verschillende epitopen
Immunoglobulinen kunnen enzymatisch gekliefd worden door pepsine en papaïne
→ De hinge regio bevat disulfide bindingen tussen de zware ketens + is prolinerijk waardoor er
een knik ontstaat in de molecule
→ ➔ Papaïne:
➢ Knipt/klieft boven de hinge regio (boven S-S-binding)
→ Hierdoor ontstaat er 2x een Fab fragment (antigeen bindend fragment)
---> Fab = 2x VH + 2x CH1 + 2x VL + 2x CL
➢ Er ontstaat een constant (crystalizable) fragment (Fc fragment)
→ Het Fc fragment is opgebouwd uit de grootste gedeelten van de C
genproducten
→ Op dit fragment zitten domeinen die zorgen voor:
- Binding van het eerste complement eiwit
- Transport door de placenta bij IgG
- Binding op de receptoren van mestcellen (IgE)
➔ Pepsine:
➢ Knipt/klieft onder de hinge regio (onder de S-S-binding)
→ Hierdoor ontstaat er een F(ab’)2 fragment
---> F(ab’)2 = 2x VH + 2x CH1’ + 2x VL + 2x CL
➔ Wanneer de zwavelbruggen/disulfidebruggen van de Fab of F(ab’)2 moleculen
worden gereduceerd ontstaat er een Fd-fragment (het zware keten gedeelte van
Fab (VH + CH1)) en Fd’-fragment
→ Het ‘ duidt op extra AZ t.g.v. de pepsine-klievingsplaats
B-cel receptoren (BCR) = eiwitten op het oppervlak van B-cellen die helpen bij het herkennen van
specifieke antigenen
➔ Het kleine gebied van het antigeen dat bindt op het antilichaam is het epitoop
→ De BCR herkent dit epitoop en moet dan een signaal sturen naar de kern van de B-cel
➔ Het intracellulaire gedeelte van een BCR is zeer klein (slechts enkele AZ)
→ Hierdoor is er geen goede signaaltransductie
→ Oplossing: Ig en Igβ (2 hulpeiwitten)
---> Ze zijn geassocieerd met de zware keten die voor het grootste
gedeelte in de cel zitten
➔ Om een degelijk signaal te produceren moeten er vele BCRs
dicht bij elkaar gebracht worden
→ Dit kan worden bereikt door:
- De receptoren te binden aan epitopen die meerdere
keren worden herhaald op een antigeen
- De receptoren te binden aan epitopen die meerdere keren
voorkomen op het oppervlak van een virus, bacterie of parasiet
1. De structuur
Antilichamen = eiwitten die door B-cellen worden geproduceerd en die een specifiek epitoop van een
antigeen herkennen + erop binden
➔ Ze spelen een belangrijke rol bij de verdediging tegen infectieziekten + andere pathogenen
➔ Antilichamen behoren tot de serumglobulinen
→ Omwille van hun werking in de immuunrespons worden deze glycoproteïnen ook wel
immunoglobulinen genoemd
→ In het elektroforetisch patroon van serumeiwitten, bevinden de immunoglobulinen zich in
de gamma-band van het eiwitspectrum
---> Daarom spreekt men soms ook over gamma-globulinen
De structuur van antilichamen:
➔ 4 polypeptideketens
→ Omwille van het moleculair gewicht spreekt men van:
- 2 identieke lichte ketens → gecodeerd door een V, J en D gen
- 2 identieke zware ketens → gecodeerd door een V, J, D en C gen
➔ De zware + lichte ketens zijn aan elkaar gebonden met disulfide bruggen (S-S) +
bestaan uit domeinen
→ Een eiwitdomein = een apart deel van een eiwitsequentie en -structuur die
apart evolueert en functioneert
→ Elk domein heeft een compacte 3D-structuur die meestal onafhankelijk is
opgevouwen
→ De meeste eiwitten bestaan uit verschillende structurele domeinen
→ 1 bepaald domein kan voorkomen in verschillende evolutionair gerelateerde
eiwitten
→ Domeinen zijn vaak functionele eenheden (bv. een calciumbindend domein)
➔ In de zware keten heeft men meerdere constante domeinen met een
verschillende functie
→ Men nummert ze: CH1 , CH2, CH3 en CH4 (niet alle klassen hebben een 4de CH)
➔ De VL en VH vormen de NH-terminus → het antigeen-epitoop-bindend gebied
➔ Immunoglobulinen bevatten suikerresidu’s op de constante gebieden van de
zware ketens
➔ Lichte ketens bestaan uit:
- 2 ’s OF 2 ’s
- Een VL + een CL domein
→ Bij de variabele is er een variatie in AZ-samenstelling
---> Deze verschilt tussen immunoglobulinen gesynthetiseerd door
verschillende B-cellen
➔ Zware ketens bestaan uit:
- 1 VH domein + 3 of 4 CH domeinen
- , en zijn 3 constante domeinen
- en zijn 4 constante domeinen → ze zijn langer + zwaarder
, ➔ De lichte en zware ketens zijn identiek binnen 1 antilichaam, waardoor
de epitoop-bindingsplaatsen identiek zijn
→ Tussen 2 antilichamen zijn ze verschillend, indien ze afkomstig zijn van
een andere B-cel
---> Ze zullen dan ook een ander epitoop herkennen
➔ De variabiliteit komt van de variabiliteit in de VL en VH ketens en van de
willekeurige paring van lichte (L) en zware (H) ketens
→ Hierdoor is er een pool aan mogelijke bindingsplaatsen voor zeer veel
verschillende epitopen
Immunoglobulinen kunnen enzymatisch gekliefd worden door pepsine en papaïne
→ De hinge regio bevat disulfide bindingen tussen de zware ketens + is prolinerijk waardoor er
een knik ontstaat in de molecule
→ ➔ Papaïne:
➢ Knipt/klieft boven de hinge regio (boven S-S-binding)
→ Hierdoor ontstaat er 2x een Fab fragment (antigeen bindend fragment)
---> Fab = 2x VH + 2x CH1 + 2x VL + 2x CL
➢ Er ontstaat een constant (crystalizable) fragment (Fc fragment)
→ Het Fc fragment is opgebouwd uit de grootste gedeelten van de C
genproducten
→ Op dit fragment zitten domeinen die zorgen voor:
- Binding van het eerste complement eiwit
- Transport door de placenta bij IgG
- Binding op de receptoren van mestcellen (IgE)
➔ Pepsine:
➢ Knipt/klieft onder de hinge regio (onder de S-S-binding)
→ Hierdoor ontstaat er een F(ab’)2 fragment
---> F(ab’)2 = 2x VH + 2x CH1’ + 2x VL + 2x CL
➔ Wanneer de zwavelbruggen/disulfidebruggen van de Fab of F(ab’)2 moleculen
worden gereduceerd ontstaat er een Fd-fragment (het zware keten gedeelte van
Fab (VH + CH1)) en Fd’-fragment
→ Het ‘ duidt op extra AZ t.g.v. de pepsine-klievingsplaats
B-cel receptoren (BCR) = eiwitten op het oppervlak van B-cellen die helpen bij het herkennen van
specifieke antigenen
➔ Het kleine gebied van het antigeen dat bindt op het antilichaam is het epitoop
→ De BCR herkent dit epitoop en moet dan een signaal sturen naar de kern van de B-cel
➔ Het intracellulaire gedeelte van een BCR is zeer klein (slechts enkele AZ)
→ Hierdoor is er geen goede signaaltransductie
→ Oplossing: Ig en Igβ (2 hulpeiwitten)
---> Ze zijn geassocieerd met de zware keten die voor het grootste
gedeelte in de cel zitten
➔ Om een degelijk signaal te produceren moeten er vele BCRs
dicht bij elkaar gebracht worden
→ Dit kan worden bereikt door:
- De receptoren te binden aan epitopen die meerdere
keren worden herhaald op een antigeen
- De receptoren te binden aan epitopen die meerdere keren
voorkomen op het oppervlak van een virus, bacterie of parasiet
