Антитело тяжелой цепи - Heavy-chain antibody

А антитело тяжелой цепи является антитело который состоит всего из двух тяжелые цепи и не хватает двух легкие цепи обычно обнаруживается в антителах.

В обычных антителах антиген связывающая область состоит из вариабельных доменов тяжелой и легкой цепей (VЧАС и VL). Антитела тяжелых цепей могут связывать антигены, несмотря на наличие только VЧАС домены. Это наблюдение привело к разработке нового типа фрагментов антител с потенциальным использованием в качестве наркотики, так называемый однодоменные антитела.[1]

Открытие

В 1989 году группа биологов под руководством Раймонд Хамерс на Свободный университет Брюсселя исследовал иммунную систему дромадеры. В дополнение к ожидаемым четырехцепочечным антителам они идентифицировали более простые антитела, состоящие только из двух тяжелых цепей. Это открытие было опубликовано в Природа в 1993 г.[2] В 1995 г. исследовательская группа в Университет Майами обнаружили другой тип антител тяжелой цепи в акулы.[3]

У хрящевых рыб

Антитело акулы тяжелой цепи (слева) и антитело верблюда тяжелой цепи (посередине) в сравнении с обычным антителом (справа). Тяжелые цепи показаны более темным оттенком, легкие - более светлым.

В рецептор нового антигена иммуноглобулина (IgNAR) из хрящевые рыбы (например, акулы) представляет собой антитело тяжелой цепи. IgNAR показывает значительные структурные отличия от других антител. Он имеет пять постоянных доменов (CЧАС) на цепочку вместо обычных трех, несколько дисульфидные связи в необычных позициях, и определяющая комплементарность область 3 (CDR3) образует расширенную петлю, покрывающую сайт, который связывается с легкой цепью в других антителах. Эти различия в сочетании с филогенетический возраст хрящевых рыб, привели к гипотезе, что IgNAR может быть более тесно связан с первичным антигенсвязывающим белком, чем млекопитающее иммуноглобулины. Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо обнаружить IgNAR или аналогичные антитела в позвоночные которые филогенетически еще старше, как рыба без челюсти минога и миксина.[4] Беспозвоночные вообще нет антител.

Акулы и, возможно, другие хрящевые рыбы имеют иммуноглобулин М (IgM) и иммуноглобулин W (IgW), оба типа с двумя тяжелыми и двумя легкими цепями.[5]

У верблюдовых

Единственные млекопитающие с тяжелой цепью (IgG -подобные) антитела верблюды такие как дромадеры, верблюды, ламы и альпаки.[6] Это вторичное явление: тяжелые цепи этих антител потеряли один из своих константных доменов (CЧАС1) и претерпели модификации в вариабельном домене (VЧАС), оба структурных элемента необходимы для связывания легких цепей. В одной подгруппе недостающий CЧАС1, кажется, заменен расширенной шарнирной областью, как показано на изображении.[1][2] Несмотря на различную общую структуру, антитела тяжелой цепи верблюдовых имеют несколько общих свойств с IgNAR, например удлиненную петлю CDR3 и конформация из CDR1. Было высказано предположение, что эти сходства вызваны функциональными требованиями или конвергентная эволюция, а не настоящие отношения.[4]

Около 50% антител верблюдовых относятся к типу тяжелой / легкой цепи обычных млекопитающих.[7] Неизвестно, имеет ли какой-либо тип животных только антитела к тяжелым цепям и полностью ли не имеет общего типа с двумя тяжелыми и двумя легкими цепями.

Было обнаружено, что антитела верблюда с тяжелой цепью столь же специфичны, как и обычные антитела, а в некоторых случаях они более устойчивы. Кроме того, они легко выделяются с использованием той же процедуры фагового пэннинга, которая используется для традиционных антител, что позволяет их культивировать. ex vivo в больших концентрациях. Благодаря меньшему размеру и одному домену эти антитела легче превращаются в бактериальные клетки для массового производства, что делает их идеальными для исследовательских целей.[8]

Рекомендации

  1. ^ а б Harmsen, M. M .; Хаард, Х. Дж. (2007). «Свойства, производство и применение фрагментов однодоменных антител верблюдовых». Прикладная микробиология и биотехнология. 77 (1): 13–22. Дои:10.1007 / s00253-007-1142-2. ЧВК  2039825. PMID  17704915.
  2. ^ а б Hamers-Casterman, C; Атархуш, Т; Muyldermans, S; Робинсон, G; Hamers, C; Songa, EB; Bendahman, N; Хамерс, Р. (3 июня 1993 г.). «Встречающиеся в природе антитела, лишенные легких цепей». Природа. 363 (6428): 446–8. Bibcode:1993Натура.363..446H. Дои:10.1038 / 363446a0. PMID  8502296.
  3. ^ Гринберг, A.S .; Avila, D .; Hughes, M .; Hughes, A .; McKinney, E.C .; Флайник, М.Ф. (1995). «Новое семейство генов рецептора антигена, которое претерпевает перестройку и обширную соматическую диверсификацию у акул». Природа. 374 (6518): 168–173. Bibcode:1995Натура 374..168Г. Дои:10.1038 / 374168a0. PMID  7877689.
  4. ^ а б Stanfield, R .; Dooley, H .; Флайник, М .; Уилсон, И. (2004). «Кристаллическая структура V-области однодоменного антитела акулы в комплексе с лизоцимом». Наука. 305 (5691): 1770–1773. Bibcode:2004Научный ... 305.1770S. Дои:10.1126 / science.1101148. PMID  15319492.
  5. ^ Флайник, М. Ф .; Дули, Х. (2009). Создание и выбор однодоменных библиотек с V-областью от Nurse Sharks. Методы молекулярной биологии. 562. С. 71–82. Дои:10.1007/978-1-60327-302-2_6. ISBN  978-1-60327-301-5. PMID  19554288.
  6. ^ Conrath, K. E .; Wernery, U .; Muyldermans, S .; Нгуен, В. К. (2003). «Возникновение и эволюция функциональных антител к тяжелым цепям у Camelidae». Развитие и сравнительная иммунология. 27 (2): 87–103. Дои:10.1016 / S0145-305X (02) 00071-X. PMID  12543123.
  7. ^ «Нанотела». Nanobody.org. 2006 г.
  8. ^ Ганнам, А., Кумари, С., Мюлдерманс, С., и Аббади, А.К. (2015). Нанотела верблюдовых с высоким сродством к вирусу крапчатости бобов: возможное многообещающее средство иммуномодуляции устойчивости растений к вирусам. Молекулярная биология растений, 1-15.

внешняя ссылка