Jump to content

Гаптен

(Перенаправлено из гаптена )

Хаптенс (получен из греческого хаптейна , что означает «закрепить») [ 1 ] являются небольшими молекулами , которые вызывают иммунный ответ только при прикреплении к большому носителю, такому как белок ; Носитель может быть тем, который также не вызывает иммунного ответа само по себе. Механизмы отсутствия иммунного ответа могут варьироваться и включать сложные иммунологические взаимодействия, но могут включать отсутствие или недостаточные костимуляторные сигналы от антиген-презентативных клеток .

Гаптены использовались для изучения аллергического контактного дерматита (ACD) и механизмов воспалительного заболевания кишечника (IBD), чтобы вызвать аутоиммунные реакции. [ 2 ]

Концепция гаптентов появилась из работы австрийского иммунолога Карла Ландштейнера , [ 3 ] [ 4 ] которые также пионеровали использование синтетических гаптентов для изучения иммунохимических явлений. [ 5 ]

Иммунная реакция на аддукт с носителем гаптен

[ редактировать ]

Хаптенс, применяемые на коже, когда конъюгайте с носителем, может вызывать гиперчувствительность контакта, которая представляет собой реакцию гиперчувствительности с задержкой типа IV, опосредованную Т -клетками и дендритными клетками . Он состоит из двух этапов: сенсибилизация и выявление. Фаза сенсибилизации, в которой гаптен применяется на кожу впервые характеризуется активацией врожденных иммунных ответов, включая миграцию дендритных клеток в лимфатические узлы, примирование антиген-специфических наивных Т-клеток и генерации антиген-специфических Эффекторные или память Т-клетки и В-клетки и антитело, секретирующие плазматические клетки . Вторая фаза выявления, в которой гаптен применяется на другую область кожи, начинается с активации эффекторных Т-клеток с последующим повреждением тканей Т-клеток и иммунными ответами, опосредованными антителами. Первоначально гаптены активируют врожденные иммунные ответы сложными механизмами, включающими воспалительные цитокины , связанные с повреждением молекулярные паттерны (DAMP) или воспаление . [ 6 ]

После того, как организм генерирует антитела с гаптеном к аддукту , гаптен с малой молекулой также может быть в состоянии связываться с антителом, но обычно не будет инициировать иммунный ответ; Обычно это может сделать только аддукт гаптен-носителя. Иногда малая молекуля Hapten может даже блокировать иммунный ответ на аддукт с доставкой гаптена, предотвращая связывание аддукта с антителом, процессом, называемым ингибированием гаптена .

Хорошо известным примером гаптена является урусиол , который является токсином, найденным в ядовитым плющам . При поглощении через кожу из растения ядовитого плюща, урусиол подвергается окислению в клетках кожи, чтобы генерировать фактическую гаптена, реактивную молекулу типа кинона , которая затем реагирует с белками кожи с образованием гаптенных аддуктов. После второго воздействия пролиферированные Т-клетки становятся активированными, генерируя иммунную реакцию, которая вызывает типичные волдыри индуцированного урусиолом контактного дерматита . [ 7 ]

Другим примером гаптенового опосредованного контактного дерматита является аллергия на никели , которая вызвана ионами никелевых металлов, проникающих в кожу и связывание с белками кожи.

Примеры гаптентов

[ редактировать ]

Многие гаптены состоит из различных видов лекарств, пестицидов, гормонов, пищевых токсинов и т. Д. Наиболее важным фактором является молекулярная масса, которая составляет <1000 Да . [ 8 ]

Первыми исследованиями были анилин и его карбоксильные производные ( O- , M- и P-аминобензойная кислота ). [ 9 ]

Некоторые гаптены могут вызвать аутоиммунное заболевание. Примером является гидралазин , препарат, снижающий кровяное давление, которое иногда может вырабатывать вызванную лекарственным средствами волчанки у некоторых людей. Это также, по -видимому, является механизмом, с помощью которого галотан анестезиозный газ может вызвать угрожающий жизни гепатит , а также механизм, с помощью которого препараты с пенициллином вызывают аутоиммунную гемолитическую анемию . [ 10 ]

Другие гаптены, которые обычно используются в применении молекулярной биологии, включают флуоресцеин , биотин , дигоксигенин и динитрофенол .

Antibodies have successfully been raised against endogenous & unreactive small molecules such as some neurotransmitters (eg serotonin (5HT), glutamate , dopamine , GABA , tryptamine , glycine , noradrenaline ), amino acids (eg tryptophan , 5-hydroxytryptophan , 5-methoxytryptophan ), Используя глутаральдегид для сшивки этих молекул с белками -носителями, подходящими для иммунного распознавания. Примечательно, что обнаружение таких мелких молекул в тканях требует, чтобы ткани были фиксированы глутаральдегидом, поскольку ковалентная связка глутаральдегида на интересующей молекуле часто образует часть распознаваемого антитела . [ 11 ] [ 12 ]

Хаптен -конъюгация

[ редактировать ]

Благодаря их природе и свойствам, аддукты с доставкой в ​​гаптену были необходимы в иммунологии . Они использовались для оценки свойств специфических эпитопов и антител. Они важны для очистки и производства моноклональных антител . Они также жизненно важны в разработке чувствительных количественных и качественных иммуноанализа . [ 13 ] Однако для достижения наилучших и наиболее желательных результатов необходимо привлечь много факторов в дизайн конъюгатов из гаптена. К ним относятся метод конъюгации гаптена, тип используемого носителя и плотность гаптена. Изменения в этих факторах могут привести к различным сильным сторонам иммунного ответа на вновь образованную антигенную детерминанту. [ 14 ]

Носители

[ редактировать ]

В целом, белки -носители должны быть иммуногенными и содержать достаточно аминокислотных остатков в реактивных боковых цепях, чтобы конъюгировать с гаптентами. Для возникновения белка, гаптен, гаптен должен быть дефицитом электронов ( электрофильный ), либо сам по себе, либо он может быть преобразован в белковый реактивный вид, например, путем окисления воздуха или кожного метаболизма. [ 15 ] Гаптенты прикрепляются к молекуле носителя ковалентной связью. В зависимости от используемых гаптентов, другие факторы при рассмотрении белков -носителей могут включать их токсичность in vivo, коммерческую доступность и стоимость. [ 13 ]

Наиболее распространенными носителями являются сывороточный глобулин , альбумины , овальбумин и многие другие. Человеческий сывороточный альбумин (HSA) часто является модельным белком выбора для протеинсвязывающих анализов. Это хорошо охарактеризованный белок, и роль альбумина в крови и тканях in vivo часто связывается с ксенобиотиками через его субстрат-связывающие карманы и удаляет химическое вещество из циркуляции или ткани, действуя в качестве механизма детоксикации.

Хотя белки в основном используются для конъюгации гаптена, синтетические полипептиды, такие как поли-глютаминовая кислота , полисахариды и липосомы . могут также использоваться [ 13 ]

Механизмы связывания белка

[ редактировать ]

Наиболее распространенными механизмами реакции, образующими ковалентные связи и предсказывают, что участвуют в сенсибилизации, являются нуклеофильная замещение в насыщенном центре, нуклеофильная замещение на ненасыщенном центре и нуклеофильное добавление. Также возможны другие реакции, такие как электрофильная замещение (соли диазония), радикальные реакции и ионные реакции. [ 15 ]

Методы конъюгации гаптена

[ редактировать ]

При выборе подходящего метода для конъюгации Хаптена, необходимо определить функциональные группы на гаптене и его носителе. В зависимости от присутствующих групп, может быть использована одна из двух основных стратегий:

  1. Спонтанная химическая реакция: используется, когда гаптен является химической реактивной молекулой, такой как ангидриды и изоцианаты . Этот метод конъюгации является спонтанным, и не требуется сшивающих средств. [ 13 ]
  2. Посетители посредничества сшивают: этот метод в основном применяется к нереактивным гаптентам. Агенты с по крайней мере двумя химически реактивными группами, такими как карбодимид или глутаральдегид, должны помочь спрятать гаптены со своими носителями. Степень поперечной связи зависит от соотношения гаптена/носителя к связующему агенту, концентрации гаптена/носителя и температуры, рН окружающей среды. [ 13 ]
    • Карбодимид : группа соединений с общей формулой rn = c = nr ′, где r и r 'являются либо алифатическими (т.е., диэтилкарбодиимид), либо ароматическим (т.е. дифенилкарбодиимид). Конъюгация с использованием карбодимида требует наличия α или ɛ-амино и карбоксильной группы . Аминогрузка обычно происходит из лизильного остатка белка -носителя, в то время как карбоксильная группа поступает из гаптена. Точный механизм для этой реакции до сих пор неизвестен. Однако предложены два пути. Первые постулаты, которые промежуточное соединение, которое может реагировать с амином образуется . Второй заявил, что произошла перестройка ацильной мочевины , основной боковой продукт реакции при высокой температуре. [ 16 ]
    • Глутаральдегид : этот метод работает по реакции между глутаральдегидом с аминными группами для формирования баз Шиффа или продуктов двойной связи типа Майкла. Выход конъюгатов может контролироваться путем изменения pH реакции. Более высокий pH приводит к большему количеству промежуточных соединений базы Schiff и впоследствии приведет к увеличению количества и размера конъюгатов Гаптен. В целом, перекрестная связь с участием глутаральдегида очень стабилен. Тем не менее, иммунизированные животные, как правило, распознавать . сшивающие мосты глутаральдегида в качестве эпитопов [ 17 ]
  3. Высокопроизводительный капиллярный электрофорез: высокопроизводительный капиллярный электрофорез (HPCE) является альтернативным методом в оптимизации конъюгации гаптен-белков. HPCE преимущественно используется в разделении углеводов с очень высокой разделительной способностью. Существуют многочисленные преимущества использования HPCE в качестве метода для исследования определенных конъюгатов, таких как требующие лишь минуты размеров выборки (NL). Кроме того, используемый образец не должен быть чистым, и не требуется типа радиоактивной карлации. Большой пользой для этого метода конъюгации Хаптена является то, что существует автоматический анализ образца, и тестирование взаимодействий образца может быть определено в свободном решении. Этот метод конъюгации гаптен-белков является исключительно эффективным с конъюгатами с низкой плотностью эпитопа, где в остальном он очень сложный для использования других методов для определения их электрической или ионной подвижности. [ 18 ] [ 19 ]

Клиническое использование

[ редактировать ]

Гаптенское торможение

[ редактировать ]

Ингибирование гаптена или «полу-хаптен»-это ингибирование реакции гиперчувствительности типа III . В ингибировании молекулы свободного гаптена связываются с антителами к этой молекуле, не вызывая иммунный ответ, оставляя меньше антител, оставшихся, чтобы связываться с иммуногенным аддуктом гаптена. Примером ингибитора гаптена является Dextran 1 , который представляет собой небольшую фракцию (1 килодальтон ) всего комплекса декстрана, который достаточно для связывания антидексранских антител, но недостаточно для образования иммунных комплексов и результирующих иммунных ответов. [ 20 ]

Исследовать

[ редактировать ]

Гаптены широко используются в иммунологии и связанных с ней областях. Чувствительные химические вещества могут вызывать различные формы аллергии, аллергического контактного дерматита или сенсибилизации дыхательных путей. Интересно, что дискретные типы химических веществ индуцируют дивергентные иммунные ответы: контактные аллергены провоцируют реакцию гиперчувствительности I типа I , в то время как респираторные аллергены стимулируют селективные ответы типа II , которые могут быть очень подходящими для моделирования того, как иммунный ответ поляризован в направлении различных типов антигенов. [ 21 ]

В алгологии, in vitro / в тестах на кремнез для сенсибилизации кожи, идентификации опасности и оценки потенции на различных лекарственных средствах и косметических компонентах очень предпочтительнее в раннем развитии продукта. Способность препарата действовать в качестве гаптена является явным признаком потенциальной иммуногенности. [ 22 ]

Специфичные для гаптена антитела используются в широкой области различных иммуноанализа, иммунобиосенсорных технологий и иммуноаффинной хроматографии; Эти антитела могут быть использованы для выявления небольших загрязнений окружающей среды, наркотиков, злоупотребления, витаминов, гормонов, метаболитов, пищевых токсинов и загрязняющих веществ окружающей среды. [ 23 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ «Гаптен | Биохимия | Британская» . www.britannica.com . Получено 2023-01-23 .
  2. ^ Эркес, Дэн; Selvan, Senthamil (2014). «Индуцированная гаптеном контактная гиперчувствительность, аутоиммунные реакции и регрессия опухоли: правдоподобие опосредованного противоопухолевого иммунитета» . Журнал иммунологических исследований . 2014 . Хиндави: 1–28. doi : 10.1155/2014/175265 . PMC   4052058 . PMID   24949488 .
  3. ^ Landsteiner, Карл (1945). Специфичность серологических реакций . Кембридж: Гарвардский университет. Нажимать.
  4. ^ Landsteiner, Karl (1990). Специфичность серологических реакций, 2 -е издание, пересмотрено . Публикации курьера. ISBN  978-0-486-66203-9 .
  5. ^ Шредер, Кевин (март 2000 г.). «Синтетические гаптены как зонды ответа антител и иммунорирования». Методы 20 (3): 372–379. doi : 10.1006/Meth.1999.0929 . PMID   10694458 .
  6. ^ Сакамото, Эри; Ямаджи, Фумия ;;   PMC   9855847. PMID   36671815 .
  7. ^ Pubchem. "Урусиол" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2023-01-23 .
  8. ^ Аль Карагхули, Мухаммед М.; Palliyil, Soumya; Бродбент, Джиллиан; Каллен, Дэвид С.; Чарлтон, Кит А.; Портер, Эндрю Дж. (2015-10-24). «Определение взаимодополняемости между антителами и гаптентами, чтобы усовершенствовать наше понимание и помочь прогнозированию успешного взаимодействия связывания» . BMC Biotechnology . 15 (1): 99. DOI : 10.1186/S12896-015-0217-X . ISSN   1472-6750 . PMC   4619568 . PMID   26498921 .
  9. ^ На основе К. Ландштейнер, 1962, специфичность серологических реакций , Dover Press
  10. ^ Pichler, Werner J. (2003-08-01). «Аутоиммунитет вызванного наркотиками» . Современное мнение об аллергии и клинической иммунологии . 3 (4): 249–253. doi : 10.1097/00130832-200308000-00003 . ISSN   1528-4050 . PMID   12865767 . S2CID   46521947 .
  11. ^ Tagliaferro, P; Тандлер, CJ; Рамос, AJ; Pecci Saavedra, J; Бруско А. (1997). «Иммунофлуоресцентная и глутаральдегидная фиксация. Новая процедура, основанная на методе накопления Шиффа». Журнал методов нейробиологии . 77 (2). Elsevier BV: 191–197. doi : 10.1016/s0165-0270 (97) 00126-x . ISSN   0165-0270 . PMID   9489897 . S2CID   19400487 .
  12. ^ Хуисман, Хан; Винвин, Пол; Setter, Peter W. (2010-02-06). «Исследования иммунного ответа и приготовления антител против большой панели конъюгированных нейротрансмиттеров и биогенных аминов: специфический ответ поликлональных антител и толерантность» . Журнал нейрохимии . 112 (3): 829–841. doi : 10.1111/j.1471-4159.2009.06492.x . PMID   19912471 . S2CID   205621520 .
  13. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Лемус, Ранулфо; Кароль, Мерил Х. (2008). «Спряжение гаптентов». Методы аллергии и протоколы . Методы в молекулярной медицине. Тол. 138. С. 167–182. doi : 10.1007/978-1-59745-366-0_14 . ISBN  9780896038967 Полем PMID   18612607 .
  14. ^ Сингх, KV; Каур, Джасдип; Варшни, Гриш С.; Радж, Манодж; Suri, C. Raman (2004-01-01). «Синтез и характеристика конъюгатов гаптен -белка для выработки антител против малых молекул» . Биоконъюгатная химия . 15 (1): 168–173. doi : 10.1021/bc034158v . ISSN   1043-1802 . PMID   14733597 .
  15. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Divkovic, Maja; Пиз, Камилла К.; Герберик, Г. Франк; CASTERTER, Дэвид А. (май 2005 г.). «Связывание гаптен-белков: от теории к практическому применению в прогнозировании сенсибилизации кожи in vitro» . Контактный дерматит . 53 (4): 189–200. doi : 10.1111/j.0105-1873.2005.00683.x . ISSN   0105-1873 . PMID   16191014 . S2CID   9713648 .
  16. ^ Баумингер, Сара; Wilchek, Meir (1980). «[7] Использование карбодимидов в приготовлении иммунизационных конъюгатов». Иммунохимические методы, часть а . Методы в фермере. Тол. 70. С. 151–159. doi : 10.1016/s0076-6879 (80) 70046-0 . ISBN  9780121819705 Полем PMID   6999295 .
  17. ^ Картер, Джон (1 января 1996 г.). «Конъюгация пептидов с белками -носителями через глутаральдегид» . Руководство по протоколам белка . Справочники протоколов Springer. С. 679–687. doi : 10.1007/978-1-60327-259-9_117 . ISBN  978-0-89603-338-2 .
  18. ^ Семена, ч.; Sørensen, h .; Sørensen, JC; Sørensen, S. (1995-11-24). «Оптимизация конъюгации белка хоптена с помощью высокопроизводительного капиллярного электрофореза». Журнал хроматографии а . 717 (1–2): 75–81. doi : 10.1016/0021-9673 (95) 00642-x . ISSN   0021-9673 . PMID   8520687 .
  19. ^ Stratis-Cullum, D., McMasters, Sun, Pellegrino, Paul M и исследовательская лаборатория армии США. (2009). Аффинно-зонда капиллярного электрофореза Оценка связывания аптамеров с бактериями Jejuni jejuni (ARL-TR (Aberdeen Proving Glound, Md.); 5015). Адельфи, MD: Исследовательская лаборатория армии.
  20. ^ Ryten, Информация о наркотиках из шведского официального каталога лекарств в последний раз обновляется: 2005-02-17
  21. ^ Хопкинс, Жозефина Э.; Naisbitt, Dean J.; Kitteringham, Neil R.; Дорогая, Ребекка Дж.; Кимбер, Ян; Парк, Б. Кевин (2005-02-01). «Селективное гаптенрование клеточного или внеклеточного белка с помощью химических аллергенов: связь с поляризацией цитокинов» . Химические исследования в области токсикологии . 18 (2): 375–381. doi : 10.1021/tx049688+ . ISSN   0893-228X . PMID   15720145 .
  22. ^ Divkovic, Maja; BACTERTER, David A.; Гилмор, Никола; Панико, Мария; Делл, Энн; Моррис, Говард Р.; Пиз, Камилла К. Смит (2003-01-01). «Связывание белка -хэптена: проблемы и ограничения для анализов сенсибилизации кожи in vitro» . Журнал токсикологии: кожная и глазная токсикология . 22 (1–2): 87–99. doi : 10.1081/cus-120020382 . ISSN   0731-3829 . S2CID   72917520 .
  23. ^ Шиди, Клаудия; Роджер Маккензи, C.; Холл, Дж. Кристофер (2007-07-01). «Выделение и сродство созревания гаптен-специфических антител» . Биотехнологические достижения . 25 (4): 333–352. doi : 10.1016/j.biotechadv.2007.02.003 . ISSN   0734-9750 . PMID   17383141 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 07aa304a3d4dba7a13ca70c4272149eb__1712291520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/07/eb/07aa304a3d4dba7a13ca70c4272149eb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Hapten - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)