Cadea pesada das inmunoglobulinas

Diagrama esquemático dun anticorpo típico que mostra dúas cadeas pesadas de Ig (azuis) unidas por pontes disulfuro a dúas cadeas lixeiras de Ig (verdes). Móstranse tamén os dominios constante (C) e variable (V).
Molécula de anticorpo. As dúas cadeas pesadas están coloreadas en vermello e azul e as lixeiras en verde e amarelo.[1]

A cadea pesada das inmunoglobulinas (IgH) é a subunidade polipeptídica grande e máis pesada dun anticorpo (inmunoglobulina).

Un anticorpo típico está composto por dúas cadeas pesadas de inmnoglobulina (Ig) e dúas cadeas lixeiras. Hai varios tipos de cadea pesada que definen a clase ou isotipo dun anticorpo. Estes tipos de cadeas pesadas varían entre diferentes animais. Todas as cadeas pesadas conteñen unha serie de dominios de inmunoglobulinas, xeralmente cun dominio estrutural variable (VH), que é importante para a unión do antíxeno e varios dominios constantes (CH1, CH2 etc.). A produción da cadea pesada viable é un paso clave na maduración da célula B. Se a cadea pesada pode unirse a unha cadea lixeira surrogada e moverse á membrana plasmática, entón a célula B en desenvolvemento pode empezar a producir a súa cadea lixeira.[2]

A cadea pesada non sempre ten que unirse a unha cadea lixeira. Os prelinfocitos B poden sintetizar a cadea pesada en ausencia de cadea lixeira, o cal despois pode permitir que a cadea pesada se una a unha proteína de unión á cadea pesada.[3]

En mamíferos

Clases

Hai cinco tipos de cadeas pesadas de inmunoglobulina de mamíferos: γ, δ, α, μ e ε.[4] Definen a clase de inmunoglobulina, que pode ser, respectivamente: IgG, IgD, IgA, IgM e IgE.

  • As cadeas pesadas α e γ teñen aproximadamente 450 aminoácidos.
  • As cadeas pesadas μ e ε teñen aproximadamente 550 aminoácidos.[4]

Rexións

Cada cadea pesada ten dúas rexións:

  • Unha rexión constante (que é a mesma para todas as inmunoglobulinas da mesma clase, pero é distinta entre clases).
    • As cadeas pesadas γ, α e δ teñen unha rexión constante composta de tres dominios de inmunoglobulina en tándem (en liña un a continuación do outro), pero tamén teñen unha rexión bisagra que lle engade flexibilidade.[5]
    • As cadeas pesadas μ e ε teñen unha rexión constante composta por catro dominios.[4]
  • Unha rexión variable que é distinta en diferentes células B, pero é a mesma para todas as inmunoglobulinas producidas pola mesma célula B ou clon de célula B. Os dominios variables de cada cadea pesada están compostos por un só dominio de inmunoglobulina. Estes dominios teñen uns 110 aminoácidos de longo.[6]

Vacas

As vacas (Bos taurus), mostran unha variación do tema xeral en mamíferos na cal a rexión CDR H3 da cadea pesada se adaptou a producir un repertorio diverxente de anticorpos que presenta unha superficie de interacción co antíxeno de "talo e pomo" en vez da superficie máis habitual de punta bivalente.[7] A CDR bovina é especialmente longa e contén atributos de secuencia únicos que favorece a produción de residuos de cisteína apareados durante a hipermutación somática.[7] Así, onde nos humanos o paso da hipermutación somática afecta ao proceso de recombinación V(D)J, ao proceso afectado en vacas é a creación de diversas pontes disulfuro e a xeración de conxuntos únicos de bucles que interaccionan co antíxeno.[7] Un impulsor evolutivo co que se especula para esta variación é a presenza dun ambiente microbiano moito máis diverso no sistema dixestivo da vaca como consecuencia de ser un ruminante e ter unha ampla flora microbiana no tubo dixestivo.[7]

En peixes

Os peixes mandibulados parecen ser os animais máis primitivos que poden fabricar anticorpos como os descritos nos mamíferos.[8] Porén, os peixes non teñen o mesmo repertorio de anticorpos que posúen os mamíferos.[9] Ata agora identificáronse tres tipos de cadeas pesadas de Ig nos peixes óseos.

  • O primeiro que se identificou foi a cadea pesada μ (mu) que está presente en todos os peixes mandibulados e é a cadea pesada da que se cre que é a inmunoglobulina primordial. O anticorpo resultante, IgM, é secretado como un tetrámero en peixes teleósteos en vez do típico pentámero que se encontra en mamíferos e tiburóns.[10]
  • A cadea pesada (δ) das IgD identificouse inicialmente en Ictalurus punctatus e Salmo salar e agora está ben documentada en moitos teleósteos.[11]
  • Un terceiro xene de cadea pesada de Ig de teleósteo identificouse moi recentemente e non lembra ningunha das cadeas pesadas descritas ata agora nos mamíferos. Esta cadea pesada, identificada en Oncorhynchus mykiss (troita arco da vella) (τ)[12] e Danio rerio (peixe cebra) (ζ),[13] podería formar potencialmente un isotipo de anticorpo distinto (IgT ou IgZ) que pode preceder en termos evolutivos á IgM.

Similar á situación observada nos peixes óseos, identificáronse tres tipos de isotipos de cadea pesada de Ig en peixes cartilaxinosos. Coa excepción de μ, estes isotipos de cadea pesada parecen ser únicos dos peixes cartilaxinosos. Os anticorpos resultantes denomínanse IgW (tamén chamados IgX ou IgNARC) e IgNAR do inglés (immunoglobulin new antigen receptor ou receptor de antíxeno novo de inmunoglobulina).[14][15] O último tipo é un anticorpo de cadea pesada, un anticorpo que carece de cadeas lixeiras, e pode utilizarse para producir anticorpos de dominio sinxelo, os cales son esencialmente o dominio variable dun IgNAR.[16]

A IgW tamén se encontrou no grupo dos peixes de aletas lobuladas como os celacantos e os peixes pulmonados. A IgW1 e a IgW2 nos celacantos ten unha estrutura (VD)n-Jn-C usual e tamén ten un gran número de dominios constantes.[17][18]

En anfibios

As ras poden sintetizar IgX e IgY. [19]

Notas

  1. ↑ "Archived copy". Arquivado dende o orixinal o 19 de abril de 2007. Consultado o 20 de abril de 2007. 
  2. ↑ Mårtensson, I-L; Ceredig, R (2017-01-23). "Role of the surrogate light chain and the pre-B-cell receptor in mouse B-cell development". Immunology 101 (4): 435–441. ISSN 0019-2805. PMC 2327112. PMID 11122446. doi:10.1046/j.1365-2567.2000.00151.x. 
  3. ↑ Haas, Ingrid G.; Wabl, Matthias (1983). "Immunoglobulin heavy chain binding protein". Nature 306 (5941): 387–9. Bibcode:1983Natur.306..387H. PMID 6417546. doi:10.1038/306387a0. 
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Janeway CA, Jr.; et al. (2001). Immunobiology (5th ed.). Garland Publishing. ISBN 0-8153-3642-X. (electronic full text via NCBI Bookshelf). 
  5. ↑ Woof, Jenny M.; Burton, Dennis R. (2004). "Human antibody–Fc receptor interactions illuminated by crystal structures". Nature Reviews Immunology 4 (2): 89–99. PMID 15040582. doi:10.1038/nri1266. 
  6. ↑ Antibody structure Univesidade de Arizona
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Wang, Feng; Ekiert, Damian C.; Ahmad, Insha; Yu, Wenli; Zhang, Yong; Bazirgan, Omar; Torkamani, Ali; Raudsepp, Terje; Mwangi, Waithaka; Criscitiello, Michael F.; Wilson, Ian A.; Schultz, Peter G.; Smider, Vaughn V. (2013). "Reshaping Antibody Diversity". Cell 153 (6): 1379–93. PMC 4007204. PMID 23746848. doi:10.1016/j.cell.2013.04.049. 
  8. ↑ "Fish heavy chain and light chain genes". Arquivado dende o orixinal o 23 de marzo de 2007. Consultado o 07 de xaneiro de 2018. 
  9. ↑ Bengtén, Eva; Clem, L. William; Miller, Norman W.; Warr, Gregory W.; Wilson, Melanie (2006). "Channel catfish immunoglobulins: Repertoire and expression". Developmental & Comparative Immunology 30: 77. doi:10.1016/j.dci.2005.06.016. 
  10. ↑ Sara Mashoof and Michael F. Criscitiello. Fish Immunoglobulins. Biology (Basel). 2016 Dec; 5(4): 45. Published online 2016 Nov 21. DOI 10.3390/biology5040045. PMCID PMC5192425.
  11. ↑ Solem, Stein Tore; Stenvik, Jørgen (2006). "Antibody repertoire development in teleosts—a review with emphasis on salmonids and Gadus morhua L". Developmental & Comparative Immunology 30: 57. doi:10.1016/j.dci.2005.06.007. 
  12. ↑ Hansen, J. D.; Landis, E. D.; Phillips, R. B. (2005). "Discovery of a unique Ig heavy-chain isotype (IgT) in rainbow trout: Implications for a distinctive B cell developmental pathway in teleost fish". Proceedings of the National Academy of Sciences 102 (19): 6919–6924. Bibcode:2005PNAS..102.6919H. JSTOR 3375456. PMC 1100771. PMID 15863615. doi:10.1073/pnas.0500027102. 
  13. ↑ Danilova, Nadia; Bussmann, Jeroen; Jekosch, Kerstin; Steiner, Lisa A (2005). "The immunoglobulin heavy-chain locus in zebrafish: Identification and expression of a previously unknown isotype, immunoglobulin Z". Nature Immunology 6 (3): 295–302. PMID 15685175. doi:10.1038/ni1166. 
  14. ↑ Dooley, H.; Flajnik, M.F. (2006). "Antibody repertoire development in cartilaginous fish". Developmental & Comparative Immunology 30: 43. doi:10.1016/j.dci.2005.06.022. 
  15. ↑ Simmons, David P.; Abregu, Fiona A.; Krishnan, Usha V.; Proll, David F.; Streltsov, Victor A.; Doughty, Larissa; Hattarki, Meghan K.; Nuttall, Stewart D. (2006). "Dimerisation strategies for shark IgNAR single domain antibody fragments". Journal of Immunological Methods 315 (1–2): 171–84. PMID 16962608. doi:10.1016/j.jim.2006.07.019. 
  16. ↑ Wesolowski, Janusz; Alzogaray, Vanina; Reyelt, Jan; Unger, Mandy; Juarez, Karla; Urrutia, Mariela; Cauerhff, Ana; Danquah, Welbeck; Rissiek, Björn; Scheuplein, Felix; Schwarz, Nicole; Adriouch, Sahil; Boyer, Olivier; Seman, Michel; Licea, Alexei; Serreze, David V.; Goldbaum, Fernando A.; Haag, Friedrich; Koch-Nolte, Friedrich (2009). "Single domain antibodies: Promising experimental and therapeutic tools in infection and immunity". Medical Microbiology and Immunology 198 (3): 157–74. PMC 2714450. PMID 19529959. doi:10.1007/s00430-009-0116-7. 
  17. ↑ Zhang, Tianyi; Tacchi, Luca; Wei, Zhiguo; Zhao, Yaofeng; Salinas, Irene (2014). "Intraclass diversification of immunoglobulin heavy chain genes in the African lungfish". Immunogenetics 66 (5): 335–51. PMC 4348116. PMID 24676685. doi:10.1007/s00251-014-0769-2. 
  18. ↑ Ota, T.; Rast, J. P.; Litman, G. W.; Amemiya, C. T. (2003). "Lineage-restricted retention of a primitive immunoglobulin heavy chain isotype within the Dipnoi reveals an evolutionary paradox". Proceedings of the National Academy of Sciences 100 (5): 2501–6. PMC 151370. PMID 12606718. doi:10.1073/pnas.0538029100. 
  19. ↑ Du, Christina C.; Mashoof, Sara M.; Criscitiello, Michael F. (2012). "Oral immunization of the African clawed frog (Xenopus laevis) upregulates the mucosal immunoglobulin IgX". Veterinary Immunology and Immunopathology 145 (1–2): 493–8. PMC 3273591. PMID 22100190. doi:10.1016/j.vetimm.2011.10.019. 

Véxase tamén

Outros artigos

Ligazóns externas