Иммуноглобулин G - Immunoglobulin G

Иммуноглобулин G (IgG) это тип из антитело. Представляя примерно 75% сыворотка антитела у людей IgG является наиболее распространенным типом антител, обнаруживаемых в Циркуляция крови.[1] Молекулы IgG создаются и высвобождаются плазматические В-клетки. Каждый IgG имеет два антиген участок связывания.

Функция

Антитела являются основными компонентами гуморальный иммунитет. IgG - это основной тип антител, обнаруженных в кровь и внеклеточной жидкости, позволяя контролировать инфекцию тела ткани. Связывая многие виды патогены Такие как вирусы, бактерии, и грибы, IgG защищает организм от инфекции.

Это происходит с помощью нескольких механизмов:

Антитела IgG образуются после переключение классов и созревания ответа антител, поэтому они преимущественно участвуют в вторичный иммунный ответ. [3]

IgG секретируется в виде мономера небольшого размера, что позволяет ему легко перфузировать ткани. Это единственный изотип антител который имеет рецепторы для облегчения прохождения через человека плацента, тем самым обеспечивая защиту плод в утробе матери. Вместе с IgA спрятан в грудное молоко, остаточный IgG, абсорбированный через плаценту, обеспечивает новорожденный с гуморальный неприкосновенность перед собственным иммунная система развивается. Молозиво содержит высокий процент IgG, особенно бычьего молозива. У людей с предшествующим иммунитетом к патогену IgG появляется примерно через 24–48 часов после антигенной стимуляции.

Следовательно, в первые шесть месяцев жизни новорожденный имеет те же антитела, что и мать, и ребенок может защищаться от всех патогенов, с которыми мать столкнулась в своей жизни (даже если только с помощью вакцинации), до тех пор, пока эти антитела не распадутся. Этот набор иммуноглобулинов имеет решающее значение для новорожденных, которые очень чувствительны к инфекциям, особенно в дыхательной и пищеварительной системах.

IgG также участвуют в регуляции аллергических реакций. Согласно Финкельману, существует два пути системного анафилаксия:[4][5] антигены могут вызывать системную анафилаксию у мышей классическим путем путем перекрестного связывания IgE привязанный к тучная клетка рецептор FcεRI, стимулирующий высвобождение обоих гистамин и фактор активации тромбоцитов (PAF). В альтернативном пути антигены образуют комплексы с IgG, которые затем перекрестно связываются макрофаг рецептор FcγRIII и стимулирует только высвобождение PAF.[4]

Антитела IgG могут предотвратить анафилаксию, опосредованную IgE, путем перехвата специфического антигена до того, как он свяжется с IgE, ассоциированным с тучными клетками. Следовательно, антитела IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную небольшими количествами антигена, но могут опосредовать системную анафилаксию, вызванную большим количеством антигена.[4]

Структура

Антитела IgG - это большие глобулярные белки с молекулярной массой около 150кДа состоит из четырех пептидных цепей.[6] Он содержит две идентичные тяжелые цепи γ (гамма) примерно 50 кДа и две идентичные легкие цепи примерно 25 кДа, таким образом, это тетрамерная четвертичная структура.[7] Две тяжелые цепи связаны друг с другом и с легкой цепью каждая посредством дисульфидные связи. Полученный тетрамер имеет две идентичные половинки, которые вместе образуют Y-образную форму. На каждом конце вилки находится идентичный антиген сайт привязки. Различные области и домены типичного IgG изображены на рисунке слева. Fc-области IgG несут высококонсервативный N-гликозилирование сайт аспарагина 297 в константной области тяжелой цепи.[8] N-гликаны, присоединенные к этому сайту, представляют собой преимущественно фукозилированные по ядру двухантеннные структуры сложного типа.[9] Кроме того, небольшие количества этих N-гликанов также несут пополам GlcNAc и α-2,6-связанные остатки сиаловой кислоты.[10] Состав N-гликанов в IgG связан с несколькими аутоиммунными, инфекционными и метаболическими заболеваниями.[11]

Различные области и домены типичного IgG

Подклассы

У человека существует четыре подкласса IgG (IgG1, 2, 3 и 4), названные в порядке их содержания в сыворотке (IgG1 является наиболее распространенным). [12]

ИмяПроцентКресты плацента с легкостьюАктиватор комплементаСвязывается с Рецептор Fc на фагоцитарных клеткахПериод полураспада[13]
IgG166%да (1.47) *второй по величиневысокая близость21 день
IgG223%нет (0.8) *третий по величинечрезвычайно низкое сродство21 день
IgG37%да (1.17) *наибольшийвысокая близость7 дней
IgG44%да (1.15) *нетпромежуточное сродство21 день
* Квота концентраций крови в пуповине / материнстве. На основании данных японского исследования 228 матерей.[14]

Примечание. Сродство IgG к рецепторам Fc на фагоцитарных клетках специфично для отдельных видов, от которых происходит антитело, а также для класса. Структура шарнирных областей (область 6 на диаграмме) способствует уникальным биологическим свойствам каждого из четырех классов IgG. Несмотря на то, что между их Fc-областями имеется примерно 95% сходства, структура шарнирных областей относительно отличается.

Учитывая противоположные свойства подклассов IgG (фиксация и неспособность фиксировать комплемент; связывание и неспособность связывать FcR), а также тот факт, что иммунный ответ на большинство антигенов включает сочетание всех четырех подклассов, было трудно понять, как IgG подклассы могут работать вместе, чтобы обеспечить защитный иммунитет. В 2013 году была предложена временная модель функции IgE и IgG человека.[15] Эта модель предполагает, что IgG3 (и IgE) появляются на ранней стадии ответа. IgG3, хотя и имеет относительно низкую аффинность, позволяет IgG-опосредованной защите присоединяться к опосредованной IgM защите при удалении чужеродных антигенов. Впоследствии продуцируются IgG1 и IgG2 с более высоким сродством. Относительный баланс этих подклассов в любых образующихся иммунных комплексах помогает определить силу последующих воспалительных процессов. Наконец, если антиген сохраняется, вырабатывается IgG4 с высокой аффинностью, который ослабляет воспаление, помогая сократить процессы, опосредованные FcR.

Относительная способность различных подклассов IgG фиксировать комплемент может объяснить, почему некоторые ответы антидонорских антител наносят вред трансплантату после трансплантации органа.[16]

На мышиной модели анемии, опосредованной аутоантителами, с использованием вариантов переключения изотипа IgG аутоантитела против эритроцитов было обнаружено, что IgG2a мыши превосходит IgG1 в активации комплемента. Более того, было обнаружено, что изотип IgG2a способен очень эффективно взаимодействовать с FcgammaR. В результате для индукции патологии, опосредованной аутоантителами, потребовались в 20 раз более высокие дозы IgG1 по сравнению с аутоантителами IgG2a.[17] Важно помнить, что мышиный IgG1 и человеческий IgG1 не обязательно схожи по функциям, и вывод о функции человеческих антител из исследований на мышах должен выполняться с большой осторожностью. Тем не менее, остается верным, что и человеческие, и мышиные антитела обладают разными способностями фиксировать комплемент и связываться с Fc рецепторы.

Роль в диагностике

Измерение иммуноглобулина G может быть диагностическим инструментом для определенных состояний, таких как аутоиммунный гепатит, если на это указывают определенные симптомы.[18] Клинически измеренные уровни антител IgG обычно считаются показателем иммунного статуса человека к конкретным патогенам. Типичным примером этой практики являются титры, полученные для демонстрации серологического иммунитета к кори, эпидемическому паротиту и краснухе (MMR), вирусу гепатита B и ветряной оспе (ветряной оспе), среди прочего.[19]

Тестирование IgG не показано для диагностики аллергии.[20][21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям». Границы иммунологии. 5: 520. Дои:10.3389 / fimmu.2014.00520. ISSN  1664-3224. ЧВК  4202688. PMID  25368619.
  2. ^ Маллери Д.Л., Макьюэн В.А., Бидгуд С.Р., Тауэрс Г.Дж., Джонсон С.М., Джеймс Л.К. (2010). «Антитела опосредуют внутриклеточный иммунитет через тройной мотив 21 (TRIM21)». Труды Национальной академии наук США. 107 (46): 19985–19990. Bibcode:2010ПНАС..10719985М. Дои:10.1073 / pnas.1014074107. ЧВК  2993423. PMID  21045130.
  3. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям». Границы иммунологии. 5: 520. Дои:10.3389 / fimmu.2014.00520. ISSN  1664-3224. ЧВК  4202688. PMID  25368619.
  4. ^ а б c Финкельман, Фред Д. (сентябрь 2007 г.). «Анафилаксия: уроки на мышах». Журнал аллергии и клинической иммунологии. 120 (3): 506–515. Дои:10.1016 / j.jaci.2007.07.033. PMID  17765751.
  5. ^ Хондоун М.В., Пролив R, Армстронг Л., Янасэ Н., Финкельман Ф.Д. (2011). «Идентификация маркеров, отличающих IgE- от IgG-опосредованной анафилаксии». Труды Национальной академии наук США. 108 (30): 12413–12418. Bibcode:2011ПНАС..10812413K. Дои:10.1073 / pnas.1105695108. ЧВК  3145724. PMID  21746933.
  6. ^ Джейнвей Калифорния младший; Travers P; Walport M; и другие. (2001). «Распознавание антигена Ch3 B-клеточными и Т-клеточными рецепторами». Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Нью-Йорк: Наука о гирляндах.
  7. ^ «Основы антител». Сигма-Олдрич. Получено 2014-12-10.
  8. ^ Кобб, Брайан А. (27.08.2019). «История гликозилирования IgG и где мы сейчас находимся». Гликобиология. Дои:10.1093 / glycob / cwz065. ISSN  1460-2423. PMID  31504525.
  9. ^ Parekh, R. B .; Dwek, R.A .; Sutton, B.J .; Fernandes, D. L .; Leung, A .; Stanworth, D .; Радемахер, Т. У .; Mizuochi, T .; Taniguchi, T .; Мацута, К. (1–7 августа 1985 г.). «Ассоциация ревматоидного артрита и первичного остеоартрита с изменениями в паттерне гликозилирования общего сывороточного IgG». Природа. 316 (6027): 452–457. Bibcode:1985Натура.316..452П. Дои:10.1038 / 316452a0. ISSN  0028-0836. PMID  3927174.
  10. ^ Штадлманн Дж., Пабст М., Коларич Д., Кунерт Р., Альтманн Ф. (2008). «Анализ гликозилирования иммуноглобулинов с помощью LC-ESI-MS гликопептидов и олигосахаридов». Протеомика. 8 (14): 2858–2871. Дои:10.1002 / pmic.200700968. PMID  18655055.
  11. ^ де Хаан, Ноортье; Фальк, Дэвид; Вюрер, Манфред (8 июля 2019 г.). «Мониторинг N- и O-гликозилирования иммуноглобулинов при здоровье и болезнях». Гликобиология. Дои:10.1093 / glycob / cwz048. ISSN  1460-2423. PMID  31281930.
  12. ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям». Границы иммунологии. 5: 520. Дои:10.3389 / fimmu.2014.00520. ISSN  1664-3224. ЧВК  4202688. PMID  25368619.
  13. ^ Bonilla FA Immuno Allergy Clin N Am 2008; 803–819
  14. ^ Хашира С., Окицу-Негиси С., Йошино К. (август 2000 г.). «Плацентарный перенос подклассов IgG в популяции Японии». Международная педиатрия. 42 (4): 337–342. Дои:10.1046 / j.1442-200x.2000.01245.x. PMID  10986861.
  15. ^ Коллинз, Эндрю М .; Кэтрин Джексон (2013-08-09). «Временная модель функции человеческих IgE и IgG антител». Границы иммунологии. 4: 235. Дои:10.3389 / fimmu.2013.00235. ЧВК  3738878. PMID  23950757.
  16. ^ Gao, ZH; Макалистер, ВК; Райт-младший, младший; McAlister, CC; Пелтекян, К; Макдональд, А.С. (2004). «Антидонорская реактивность подкласса иммуноглобулина-G у реципиентов трансплантата». Трансплантация печени. 10 (8): 1055–1059. Дои:10.1002 / lt.20154. PMID  15390333.
  17. ^ Азередо да Силвейра С., Кикучи С., Фоссати-Джимак Л., Молл Т., Сайто Т., Вербик Дж. С., Ботто М., Уолпорт М.Дж., Кэрролл М., Изуи С. (18 марта 2002 г.). «Активация комплемента избирательно усиливает патогенность изотипов IgG2b и IgG3 высокоаффинного аутоантитела против эритроцитов». Журнал экспериментальной медицины. 195 (6): 665–672. Дои:10.1084 / jem.20012024. ЧВК  2193744. PMID  11901193.
  18. ^ Лакос Г., Соос Л., Фекете А., Сабо З., Зехер М., Хорват И.Ф., Данко К., Капитани А., Гетвай А., Сегеди Г., Секанец З. (март – апрель 2008 г.). «Изотипы антител против циклического цитруллинированного пептида при ревматоидном артрите: связь с длительностью заболевания, выработкой ревматоидного фактора и наличием общего эпитопа». Клиническая и экспериментальная ревматология. 26 (2): 253–260. PMID  18565246. Архивировано из оригинал на 2014-12-11. Получено 2014-02-26.
  19. ^ Тери Шорс (август 2011 г.). «Ch5 Лабораторная диагностика вирусных заболеваний и работа с вирусами в научно-исследовательской лаборатории». Понимание вирусов (2-е изд.). Издательство "Джонс и Бартлетт". стр.103–104. ISBN  978-0-7637-8553-6.
  20. ^ Американская академия аллергии, астмы и иммунологии. «Пять вещей, которые должны задать вопросы врачам и пациентам» (PDF). Мудрый выбор: инициатива Фонд ABIM. Американская академия аллергии, астмы и иммунологии. Архивировано из оригинал (PDF) 3 ноября 2012 г.. Получено 14 августа, 2012.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  21. ^ Кокс Л., Уильямс Б., Шичерер С., Оппенгеймер Дж., Шер Л., Гамильтон Р., Голден Д. (2008). «Жемчужины и подводные камни диагностического тестирования аллергии: отчет Американского колледжа аллергии, астмы и иммунологии / Американской академии аллергии, астмы и иммунологической целевой группы тестирования IgE». Анналы аллергии, астмы и иммунологии. 101 (6): 580–592. Дои:10.1016 / с1081-1206 (10) 60220-7. PMID  19119701.

внешняя ссылка