Imunoglobulinele M

Imunoglobulinele M (IgM)  sunt o clasă de anticorpi . Moleculele IgM sunt cele mai grele ( greutate moleculară 990 kDa [1] ) și cele mai complex organizate imunoglobuline. Molecula de IgM liberă este un pentamer , fiecare monomer al căruia este format din două lanțuri grele (lanțuri μ) și două lanțuri ușoare de tip κ- sau λ. Monomerii sunt legați într-un pentamer prin punți disulfură și un lanț J [2] . Când un antigen intră în organism pentru prima dată, imunoglobulinele IgM sunt primele care se formează din toți anticorpii [3] [4] . În plus, ei sunt primii care apar în on- și filogeneză . La om și la alte mamifere, IgM este sintetizată de celulele plasmatice situate în splină [5] [6] . IgM sunt cele mai active în imunitatea antibacteriană și într-o serie de boli autoimune [7] .

Istoria studiului

Studiul imunoglobulinelor M a început cu un raport publicat în 1937 despre apariția în sânge a cailor hiperimunizați cu polizaharide pneumococice , anticorpi care au depășit semnificativ masa imunoglobulinelor convenționale de iepure G [8] . Datorită dimensiunii lor mari, noii anticorpi au fost numiți mai întâi „γ-macroglobuline”, iar denumirea ulterioară a noii clase de anticorpi - IgM - este asociată și cu prefixul macro- . De obicei , populațiile de IgM sunt foarte eterogene, deoarece vizează o mare varietate de agenți infecțioși ; acest lucru a făcut dificilă studierea structurii lor. Ulterior, au fost găsite surse de anticorpi IgM omogene. S-a dovedit că, în unele cazuri , celulele de mielom multiplu produc IgM omogene [9] . În anii 1960, s-au dezvoltat metode pentru a induce dezvoltarea tumorilor producătoare de imunoglobuline ( plasmacitoame ) la șoareci , ceea ce a făcut posibilă obținerea de populații omogene de anticorpi de mai multe clase, inclusiv IgM [10] .

Structura

Molecula IgM constă din cinci subunități monomerice situate radial, cu fragmentele lor Fc îndreptate spre centrul complexului și fragmentele F ab orientate spre exterior. În fiecare monomer, lanțul greu (lanțul μ) include aproximativ 576 de resturi de aminoacizi (a.a.). Conține un domeniu variabil (domeniu VH) cu o lungime de aproximativ 110 a. despre. și patru domenii constante (domenii C), notate C μ 1, C μ 2, C μ 3 și, respectiv, C μ 4, dar nu are o regiune balama. Din punct de vedere funcțional, este înlocuit parțial de domeniul C μ2 , care conține reziduuri de prolină în structura primară . Există o presupunere că acest domeniu a devenit precursorul evolutiv al regiunii balama a lanțurilor γ și α ale imunoglobulinelor G și , respectiv , A. Fiecare domeniu C este format din aproximativ 110 a. despre. și are o secțiune de coadă de aproximativ 20 UA lungime. despre. Conform analizei de difracție cu raze X , resturile de prolină din domeniul C μ 2 oferă fragmentului F ab flexibilitatea necesară pentru a detecta determinanții antigenici pe suprafața unei celule care prezintă antigen sau a unei celule bacteriene. Fiecare lanț μ este asociat cu cinci oligozaharide atașate la reziduurile de asparagină : una este „cusută” la domeniul C μ 1, trei la domeniul C μ 3 și una la coada lanțului [11] . Lanțurile ușoare sunt reprezentate de tip λ sau κ, conțin aproximativ 220 a. despre. și includ domeniul variabil VL (circa 110 a. a. ) și domeniul constant CL (circa 110 a. a. ) [12] .

Monomerii sunt conectați la pentamer prin punți disulfurice și un lanț J, cu care fiecare pentamer interacționează cu un reziduu de cisteină localizat în regiunea C-terminală a monomerului. Lanțul J este o proteină mică, acidă, cu o lungime de aproximativ 137 u.a. despre. Lanțul J leagă două lanțuri μ prin legături disulfurice. Cu toate acestea, IgM există nu numai sub formă pentamerică. Este cunoscută forma monomerică a IgM, care este situată pe suprafața limfocitelor B și acționează ca un receptor care recunoaște antigenul , iar IgM liberă, care face parte din plasma sanguină , există sub formă de pentamer. Monomerii de membrană diferă de monomerii care alcătuiesc pentamerul prin numărul de resturi de aminoacizi din porțiunea de coadă a lanțului de aminoacizi [13] [14] .

Deși forma predominantă de IgM la oameni și șoareci este pentamerul, la broaștele cu gheare ( Xenopus sp.) IgM există predominant sub formă hexamerică [15] [16] și la peștii teleostei  în forma tetramerică . Forma pentamerică a IgM predomină și la peștii cartilaginoși (ex . rechini ) [17] [18] . Motivul pentru care IgM umană și șoarece există în forma de bază a unui pentamer nu este clar, deoarece teoretic poate forma și un hexamer stabil [19] [20] . Experimentele pe șoareci au arătat că aceștia pot forma forma hexamerică a IgM numai dacă interacțiunea lanțurilor μ cu lanțul J este imposibilă (dacă nu este exprimată [21] sau nu există reziduuri de cisteină în μ- lanțuri necesare pentru legarea de lanțul J [ 22] [23] ). Astfel, la șoareci, hexamerii nu se formează niciodată în prezența lanțurilor J, iar forma pentameră poate exista atât în ​​prezența unui lanț J, cât și în absența acestuia [24] .

Folosind o varietate de metode, cum ar fi analiza de difracție cu raze X și spectroscopia RMN , a fost stabilită structura domeniilor C μ 1 - C μ 4 , care au fost exprimate separat în celulele Escherichia coli . Ca și în cazul altor imunoglobuline, lanțul μ IgM conține 7 foi beta suprapuse, stabilizate prin legături disulfurice interdomenii. Regiunea constantă IgM este asemănătoare ca formă cu o ciupercă cu capac , în care domeniile C μ 2–C μ 3 formează un „ cap ”, iar domeniul C μ 4 formează un fel de „ picior ” [25] .

Funcții

IgM sunt primele imunoglobuline care încep să fie sintetizate la fătul uman (pe la a 20-a săptămână) [26] . Imunoglobulinele M pot interacționa cu componenta C1 a sistemului complementului și pot activa calea clasică a sistemului complementului, rezultând opsonizarea antigenului și citoliza . IgM interacționează cu moleculele receptorului de poliimunoglobulină (plgR), ajungând astfel la membranele mucoase , cum ar fi mucoasa intestinală , și, de asemenea, în laptele matern . Lanțul J este implicat în această interacțiune [27] . În timpul transplantului de organe , corpul primitorului produce IgM îndreptate împotriva organului transplantat, dar acestea nu participă la reacția de respingere a transplantului și pot juca un rol protector [28] . În întâlnirea inițială cu antigenul se formează mai întâi IgM, apar și în întâlniri repetate, dar în cantități mai mici. IgM nu trec prin placentă (doar imunoglobulinele G trec prin ea). Prezența IgM în plasma sanguină împotriva anumitor agenți patogeni indică stadiile incipiente ale infecției, iar în sângele unui nou -născut  - o infecție intrauterină (de exemplu, sindromul rubeolic congenital ). În mod normal, IgM este adesea prezent în plasma sanguină sub formă asociată cu anumiți antigeni, pentru care aceștia sunt uneori numiți „anticorpi naturali”. Motivul acestui fenomen poate fi aviditatea ridicată a IgM, datorită căreia acestea leagă antigenele cu reactivitate încrucișată scăzută găsite în plasma sanguină a unei persoane sănătoase [29] .

Note

  1. ↑ Kabat EA GREUTATEA MOLECULARĂ A ANTICORPILOR.  (engleză)  // Jurnalul de medicină experimentală. - 1939. - 1 ianuarie ( vol. 69 , nr. 1 ). - P. 103-118 . - doi : 10.1084/jem.69.1.103 . — PMID 19870830 .
  2. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 65.
  3. ↑ Immunoglobulin M // Dicționarul american de patrimoniu al  limbii engleze . - Al patrulea. — Compania Houghton Mifflin , 2004. - ISBN 978-0618082308 .
  4. ↑ Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Walter, P.; Raff, M.; Roberts, K. Capitolul 24 // Biologia moleculară a  celulei . — al 4-lea. - Routledge , 2002. - ISBN 978-0-8153-3288-6 .
  5. ↑ Capolunghi F. , Rosado MM , Sinibaldi M. , Aranburu A. , Carsetti R. Why do we need IgM memory B cells?  (engleză)  // Scrisori de imunologie. - 2013. - Mai ( vol. 152 , nr. 2 ). - P. 114-120 . - doi : 10.1016/j.imlet.2013.04.007 . — PMID 23660557 .
  6. ↑ Williams, N.; O'Connell, PR Capitolul 62 // Scurta practică  chirurgicală a lui Bailey & Love . — 25. - CRC Press , 2008. - P. 1102. - ISBN 9780340939321 .
  7. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 67.
  8. ↑ Heidelberger M. , Pedersen KO GREUTATEA MOLECULARĂ A ANTICORPILOR.  (engleză)  // Jurnalul de medicină experimentală. - 1937. - 28 februarie ( vol. 65 , nr. 3 ). - P. 393-414 . - doi : 10.1084/jem.65.3.393 . — PMID 19870608 .
  9. ↑ Waldenström ian. Mielomatoză incipientă sau hiperglobulinemie „esențială” cu fibrinogenopenie - un nou sindrom?  (Engleză)  // Acta Medica Scandinavica. - 2009. - 24 aprilie ( vol. 117 , nr. 3-4 ). - P. 216-247 . — ISSN 0001-6101 . - doi : 10.1111/j.0954-6820.1944.tb03955.x .
  10. ↑ Potter M. Istoria timpurie a tumorilor cu celule plasmatice la șoareci, 1954-1976.  (Engleză)  // Progrese în cercetarea cancerului. - 2007. - Vol. 98 . - P. 17-51 . - doi : 10.1016/S0065-230X(06)98002-6 . — PMID 17433907 .
  11. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 65-66.
  12. ^ Monica TJ , Williams SB , Goochee CF , Maiorella BL Caracterizarea glicozilării unui IgM uman produs de un hibridom om-șoarece. (engleză)  // Glicobiologie. - 1995. - Martie ( vol. 5 , nr. 2 ). - P. 175-185 . - doi : 10.1093/glycob/5.2.175 . — PMID 7780192 .  
  13. ↑ Galaktionov, 2004 , p. 66-67.
  14. ↑ Frutiger S. , Hughes GJ , Paquet N. , Lüthy R. , Jaton JC Disulfide bond assignment in human J chain and its covalent pairing with immunoglobulin M.  // Biochimie . - 1992. - 22 decembrie ( vol. 31 , nr. 50 ). - P. 12643-12647 . - doi : 10.1021/bi00165a014 . — PMID 1472500 .  
  15. ↑ Parkhouse RM , Askonas BA , Dourmashkin RR Studii microscopice electronice ale imunoglobulinei M de șoarece; structura si reconstituirea in urma reducerii.  (engleză)  // Imunologie. - 1970. - Aprilie ( vol. 18 , nr. 4 ). - P. 575-584 . — PMID 5421036 .
  16. ↑ Schwager J. , Hadji-Azimi I. Diferențierea celulelor B indusă de mitogen în Xenopus laevis.  (engleză)  // Diferențiere; Cercetare în diversitate biologică. - 1984. - Vol. 27 , nr. 3 . - P. 182-188 . - doi : 10.1111/j.1432-0436.1984.tb01426.x . — PMID 6334001 .
  17. ↑ Fillatreau S. , Six A. , Magadan S. , Castro R. , Sunyer JO , Boudinot P. The astonishing diversity of Ig classs and B cell repertories in teleost fish.  (Engleză)  // Frontiers In Immunology. - 2013. - Vol. 4 . - P. 28-28 . - doi : 10.3389/fimmu.2013.00028 . — PMID 23408183 .
  18. ^ Getahun A. , Lundqvist M. , Middleton D. , Warr G. , Pilström L. Influence of the mu-chain C-terminal sequence on polymerization of immunoglobulin M.   // Immunology . - 1999. - iulie ( vol. 97 , nr. 3 ). - P. 408-413 . - doi : 10.1046/j.1365-2567.1999.00797.x . — PMID 10447761 .
  19. ↑ Dolder F. Apariția, izolarea și punțile intercatenare ale imunoglobulinei M naturale 7-S în serul uman.  (Engleză)  // Biochimica Et Biophysica Acta. - 1971. - 29 iunie ( vol. 236 , nr. 3 ). - P. 675-685 . — PMID 4997811 .
  20. ↑ Eskeland T. , Christensen TB IgM molecule cu și fără lanț J în ser și după purificare, studiate prin ultracentrifugare, electroforeză și microscopie electronică.  (Engleză)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 1975. - Vol. 4 , nr. 3 . - P. 217-228 . - doi : 10.1111/j.1365-3083.1975.tb02620.x . — PMID 807966 .
  21. ↑ Cattaneo A. , Neuberger MS Imunoglobulina polimerică M este secretată de transfectanții celulelor non-limfoide în absența lanțului J de imunoglobuline.  (engleză)  // Jurnalul EMBO. - 1987. - Septembrie ( vol. 6 , nr. 9 ). - P. 2753-2758 . — PMID 3119328 .
  22. ↑ Davis AC , Roux KH , Shulman MJ Despre structura IgM polimerice. (Engleză)  // Jurnalul European de Imunologie. - 1988. - iulie ( vol. 18 , nr. 7 ). - P. 1001-1008 . - doi : 10.1002/eji.1830180705 . — PMID 3136022 .  
  23. ↑ Davis AC , Roux KH , Pursey J. , Shulman MJ Legătura intermoleculară disulfură în IgM: efectele înlocuirii reziduurilor de cisteină în lanțul greu mu.  (engleză)  // Jurnalul EMBO. - 1989. - Septembrie ( vol. 8 , nr. 9 ). - P. 2519-2526 . — PMID 2511005 .
  24. ^ Collins C. , Tsui FW , Shulman MJ Activarea diferențială a complementului uman și de cobai de către IgM pentameric și hexamer.  (Engleză)  // Jurnalul European de Imunologie. - 2002. - iunie ( vol. 32 , nr. 6 ). - P. 1802-1810 . - doi : 10.1002/1521-4141(200206)32:6<1802::AID-IMMU1802>3.0.CO;2-C . — PMID 12115664 .
  25. ↑ Müller R. , Gräwert MA , Kern T. , Madl T. , Peschek J. , Sattler M. , Groll M. , Buchner J. Structurile de înaltă rezoluție ale domeniilor IgM Fc relevă principiile formării sale hexamer. (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America. - 2013. - 18 iunie ( vol. 110 , nr. 25 ). - P. 10183-10188 . - doi : 10.1073/pnas.1300547110 . — PMID 23733956 .  
  26. ↑ van Furth R. , Schuit HR , Hijmans W. Dezvoltarea imunologică a fătului uman. (engleză)  // Jurnalul de medicină experimentală. - 1965. - 1 decembrie ( vol. 122 , nr. 6 ). - P. 1173-1188 . doi : 10.1084 / jem.122.6.1173 . — PMID 4159036 .  
  27. ^ Johansen FE , Braathen R. , Brandtzaeg P. Rolul lanțului J în formarea imunoglobulinei secretoare. (Engleză)  // Scandinavian Journal Of Immunology. - 2000. - Septembrie ( vol. 52 , nr. 3 ). - P. 240-248 . - doi : 10.1046/j.1365-3083.2000.00790.x . — PMID 10972899 .  
  28. ↑ McAlister CC , Gao ZH , McAlister VC , Gupta R. , Wright Jr. JR , MacDonald AS , Peltekian K. Productie protectoare de IgM anti-donator dupa transplantul hepatic-rinichi pozitiv de tip crossmatch.  (Engleză)  // Transplantul de ficat: Publicația oficială a Asociației Americane pentru Studiul Bolilor Hepatice și a Societății Internaționale de Transplant de Ficat. - 2004. - Februarie ( vol. 10 , nr. 2 ). - P. 315-319 . - doi : 10.1002/lt.20062 . — PMID 14762873 .
  29. ↑ Jayasekera JP , Moseman EA , Carroll MC Anticorpul natural și complementul mediază neutralizarea virusului gripal în absența imunitații anterioare.  (Engleză)  // Journal Of Virology. - 2007. - Aprilie ( vol. 81 , nr. 7 ). - P. 3487-3494 . doi : 10.1128 / JVI.02128-06 . — PMID 17202212 .

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
 Anticorpi
Termeni
Clasele de anticorpi