Иммуноглобулин G
Иммуноглобулин G ( IgG ) представляет тип антител собой . Составляя примерно 75% сывороточных антител у людей, IgG является наиболее распространенным типом антител, обнаруживаемых в кровообращении . [1] Молекулы IgG создаются и высвобождаются В-клетками плазмы . Каждое антитело IgG имеет два паратопа .
Функция
[ редактировать ]Антитела являются основными компонентами гуморального иммунитета . IgG — основной тип антител, обнаруживаемых в крови и внеклеточной жидкости , что позволяет им контролировать инфекцию тканей организма . Связывая многие виды патогенов, таких как вирусы , бактерии и грибки , IgG защищает организм от инфекции. [ нужна ссылка ]
Это достигается с помощью нескольких механизмов: [ нужна ссылка ]
- IgG-опосредованное связывание возбудителей вызывает их иммобилизацию и связывание между собой посредством агглютинации ; Покрытие IgG поверхностей патогенов (известное как опсонизация ) позволяет их распознавать и поглощать фагоцитирующими иммунными клетками, что приводит к уничтожению самого патогена;
- IgG активирует классический путь системы комплемента — каскад продукции иммунных белков , который приводит к элиминации патогена;
- IgG также связывает и нейтрализует токсины ;
- IgG также играет важную роль в антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (ADCC) и внутриклеточном антитело-опосредованном протеолизе , при котором он связывается с TRIM21 (рецептором с наибольшим сродством к IgG у человека), чтобы направить меченные вирионы к протеасоме. в цитозоле; [2]
- II и III типа IgG также связан с реакциями гиперчувствительности .
Антитела IgG образуются после переключения класса и созревания иммунного ответа, поэтому они преимущественно участвуют во вторичном иммунном ответе . [3]
IgG секретируется в виде мономера небольшого размера, что позволяет ему легко диффундировать в ткани. Это единственный изотип антител , который имеет рецепторы , облегчающие прохождение через плаценту человека , тем самым обеспечивая защиту плода внутриутробно . Наряду с IgA, секретируемым с грудным молоком , остаточные IgG, всасываемые через плаценту, обеспечивают новорожденному гуморальный иммунитет до того, как у него разовьется собственная иммунная система . Молозиво содержит высокий процент IgG, особенно коровье. У лиц с предшествующим иммунитетом к возбудителю IgG появляется примерно через 24–48 часов после антигенной стимуляции. [ нужна ссылка ]
Поэтому в первые шесть месяцев жизни новорожденный имеет те же антитела, что и мать, и ребенок может защищаться от всех возбудителей, с которыми мать сталкивалась в своей жизни (пусть даже и посредством вакцинации), пока эти антитела не деградируют. Этот набор иммуноглобулинов имеет решающее значение для новорожденных, которые очень чувствительны к инфекциям, особенно в дыхательной и пищеварительной системах. [ нужна ссылка ]
IgG также участвуют в регуляции аллергических реакций. По мнению Финкельмана, существует два пути развития системной анафилаксии : [4] [5] Антигены могут вызывать системную анафилаксию у мышей по классическому пути путем перекрестного связывания IgE, связанного с рецептором тучных клеток FcεRI, стимулируя высвобождение как гистамина , так и фактора активации тромбоцитов (PAF). В альтернативном пути антигены образуют комплексы с IgG, которые затем сшивают рецептор макрофагов FcγRIII и стимулируют только высвобождение PAF. [4]
Антитела IgG могут предотвратить IgE-опосредованную анафилаксию, перехватывая специфический антиген до того, как он свяжется с IgE, связанным с тучными клетками. Следовательно, антитела IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную небольшими количествами антигена , но могут опосредовать системную анафилаксию, вызванную большими количествами. [4]
Структура
[ редактировать ]
Антитела IgG представляют собой крупные глобулярные белки, состоящие из четырех пептидных цепей; [6] две идентичные тяжелые цепи γ (гамма) массой около 50 кДа и две идентичные легкие цепи массой около 25 кДа. Таким образом, полученная тетрамерная четвертичная структура имеет общую молекулярную массу около 150 кДа . [7] Две тяжелые цепи связаны друг с другом и с легкой цепью дисульфидными связями . Полученный тетрамер состоит из двух одинаковых половин, которые вместе образуют Y-образную форму. Каждый конец вилки содержит идентичный сайт связывания антигена . Различные области и домены типичного IgG изображены на рисунке «Анатомия IgG».
Fc-области IgG несут высококонсервативный сайт N-гликозилирования по аспарагину 297 в константной области тяжелой цепи. [8] N-гликаны, присоединенные к этому участку, представляют собой преимущественно кор-фукозилированные двухантенные структуры сложного типа. [9] Кроме того, небольшие количества этих N-гликанов также несут делящиеся пополам остатки GlcNAc и α-2,6-связанные остатки сиаловой кислоты. [10] Состав N-гликанов в IgG связан с рядом аутоиммунных, инфекционных и метаболических заболеваний. [11]
Подклассы
[ редактировать ]У человека существует четыре подкласса IgG (IgG1, 2, 3 и 4), названные в порядке их распространенности в сыворотке (наиболее распространен IgG1). [12]
| Имя | Процент | пересекает плаценту Легко | Дополнение активатор | Связывается с рецептором Fc на фагоцитирующих клетках. | Период полураспада [13] |
| IgG1 | 66% | да (1,47)* | второй по величине | высокая близость | 21 день |
| IgG2 | 23% | нет (0,8)* | третий по величине | чрезвычайно низкая близость | 21 день |
| IgG3 | 7% | да (1,17)* | самый высокий | высокая близость | 7 дней |
| IgG4 | 4% | да (1,15)* | нет | промежуточная близость | 21 день |
| * Квота пуповинной/родильной концентрации крови. На основе данных японского исследования с участием 228 матерей. [14] | |||||
Примечание. Сродство IgG к Fc-рецепторам на фагоцитирующих клетках специфично для отдельных видов, от которых происходит антитело, а также для класса. Структура шарнирных областей (область 6 на схеме) способствует уникальным биологическим свойствам каждого из четырех классов IgG. Несмотря на то, что сходство между их Fc-областями составляет около 95%, структура шарнирных областей относительно различна. [ нужна ссылка ]
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 смесь 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 низкое сродство, позволяет IgG-опосредованной защите присоединиться к IgM-опосредованной защите для удаления чужеродных антигенов. Впоследствии образуются 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 высокоаффинный IgG4, который ослабляет воспаление, помогая ограничить процессы, опосредованные FcR. [ нужна ссылка ]
Относительная способность различных подклассов IgG фиксировать комплемент может объяснить, почему некоторые реакции антидонорских антител наносят вред трансплантату после трансплантации органа. [16]
На мышиной модели анемии, опосредованной аутоантителами, с использованием вариантов переключения изотипа IgG аутоантител против эритроцитов было обнаружено, что мышиный IgG2a превосходит IgG1 в активации комплемента. Более того, было обнаружено, что изотип IgG2a способен очень эффективно взаимодействовать с FcgammaR. В результате, чтобы вызвать патологию, опосредованную аутоантителами, требовались в 20 раз более высокие дозы IgG1 по сравнению с аутоантителами IgG2a. [17] Поскольку мышиный IgG1 и человеческий IgG1 не полностью схожи по функциям, выводы о функции человеческих антител на основе исследований на мышах следует делать с большой осторожностью. Однако антитела как человека, так и мыши обладают разной способностью фиксировать комплемент и связываться с Fc-рецепторами . [ нужна ссылка ]
Роль в диагностике
[ редактировать ]
Измерение иммуноглобулина G может быть диагностическим инструментом для определенных состояний, таких как аутоиммунный гепатит , если на него указывают определенные симптомы. [18] Клинически измеренные уровни антител IgG обычно считаются показателем иммунного статуса человека к конкретным патогенам. Типичным примером такой практики являются титры, полученные для демонстрации серологического иммунитета к кори, эпидемическому паротиту и краснухе (MMR), вирусу гепатита B и ветряной оспе (ветрянка) и другим. [19]
Тестирование IgG не показано для диагностики аллергии, и нет никаких доказательств того, что оно имеет какое-либо отношение к пищевой непереносимости. [20] [21] [22]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям» . Границы в иммунологии . 5 : 520. дои : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN 1664-3224 . ПМК 4202688 . ПМИД 25368619 .
- ^ Маллери Д.Л., Макьюэн В.А., Бидгуд С.Р., Тауэрс Дж.Дж., Джонсон К.М., Джеймс Л.К. (2010). «Антитела опосредуют внутриклеточный иммунитет через трехчастный мотив, содержащий 21 (TRIM21)» . Труды Национальной академии наук США . 107 (46): 19985–19990. Бибкод : 2010PNAS..10719985M . дои : 10.1073/pnas.1014074107 . ПМЦ 2993423 . ПМИД 21045130 .
- ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям» . Границы в иммунологии . 5 : 520. дои : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN 1664-3224 . ПМК 4202688 . ПМИД 25368619 .
- ^ Jump up to: а б с Финкельман, Фред Д. (сентябрь 2007 г.). «Анафилактический шок: уроки мышиных моделей». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 120 (3): 506–515. дои : 10.1016/j.jaci.2007.07.033 . ПМИД 17765751 .
- ^ Хондун М.В., Стрейт Р., Армстронг Л., Янасэ Н., Финкельман Ф.Д. (2011). «Идентификация маркеров, которые отличают IgE-опосредованную анафилаксию от IgG» . Труды Национальной академии наук США . 108 (30): 12413–12418. Бибкод : 2011PNAS..10812413K . дои : 10.1073/pnas.1105695108 . ПМЦ 3145724 . ПМИД 21746933 .
- ^ Джейнвей Калифорния младший; Трэверс П; Уолпорт М; и др. (2001). «Распознавание антигена Ch3 рецепторами B-клеток и T-клеток» . Иммунобиология: Иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science.
- ^ «Основы антител» . Сигма-Олдрич . Проверено 10 декабря 2014 г.
- ^ Кобб, Брайан А. (27 августа 2019 г.). «История гликозилирования IgG и где мы находимся сейчас» . Гликобиология . 30 (4): 202–213. дои : 10.1093/гликоб/cwz065 . ISSN 1460-2423 . ПМК 7109348 . ПМИД 31504525 .
- ^ Парех, РБ; Двек, РА; Саттон, Би Джей; Фернандес, DL; Люнг, А.; Стэнворт, Д.; Радемахер, Т.В.; Мизуоти, Т.; Танигучи, Т.; Мацута, К. (1–7 августа 1985 г.). «Связь ревматоидного артрита и первичного остеоартрита с изменениями в характере гликозилирования общего сывороточного IgG» . Природа . 316 (6027): 452–457. Бибкод : 1985Natur.316..452P . дои : 10.1038/316452a0 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 3927174 .
- ^ Стадлманн Дж, Пабст М, Коларих Д, Кунерт Р, Альтманн Ф (2008). «Анализ гликозилирования иммуноглобулинов методом LC-ESI-MS гликопептидов и олигосахаридов». Протеомика . 8 (14): 2858–2871. дои : 10.1002/pmic.200700968 . ПМИД 18655055 . S2CID 22821543 .
- ^ де Хаан, Нуртье; Фальк, Дэвид; Вурер, Манфред (08 июля 2019 г.). «Мониторинг N- и O-гликозилирования иммуноглобулинов в организме и при заболеваниях» . Гликобиология . 30 (4): 226–240. дои : 10.1093/гликоб/cwz048 . ISSN 1460-2423 . ПМЦ 7225405 . ПМИД 31281930 .
- ^ Видарссон, Гестур; Деккерс, Джиллиан; Риспенс, Тео (2014). «Подклассы и аллотипы IgG: от структуры к эффекторным функциям» . Границы в иммунологии . 5 : 520. дои : 10.3389/fimmu.2014.00520 . ISSN 1664-3224 . ПМК 4202688 . ПМИД 25368619 .
- ^ Bonilla FA Immuno Allergy Clin N Am 2008; 803–819
- ^ Хашира С., Окицу-Нэгиши С., Ёсино К. (август 2000 г.). «Плацентарный перенос подклассов IgG у населения Японии». Международная педиатрия . 42 (4): 337–342. дои : 10.1046/j.1442-200x.2000.01245.x . ПМИД 10986861 . S2CID 24750352 .
- ^ Коллинз, Эндрю М.; Кэтрин Дж. Л. Джексон (9 августа 2013 г.). «Временная модель функции антител IgE и IgG человека» . Границы в иммунологии . 4 : 235. дои : 10.3389/fimmu.2013.00235 . ПМЦ 3738878 . ПМИД 23950757 .
- ^ Гао, ZH; Макалистер, венчурный капиталист; Райт-младший, младший; Макалистер, CC; Пелтекян, К; Макдональд, А.С. (2004). «Антидонорская реактивность подкласса иммуноглобулина-G у реципиентов трансплантатов» . Трансплантация печени . 10 (8): 1055–1059. дои : 10.1002/lt.20154 . ПМИД 15390333 .
- ^ Азередо да Силвейра С., Кикучи С., Фоссати-Джимак Л., Молл Т., Сайто Т., Вербек Дж.С., Ботто М., Уолпорт М.Дж., Кэрролл М., Изуи С. (18 марта 2002 г.). «Активация комплемента избирательно усиливает патогенность изотипов IgG2b и IgG3 высокоаффинных аутоантител к эритроцитам» . Журнал экспериментальной медицины . 195 (6): 665–672. дои : 10.1084/jem.20012024 . ПМК 2193744 . ПМИД 11901193 .
- ^ Лакос Г, Соос Л, Фекете А, Сабо З, Зехер М, Хорват ИФ, Данко К, Капитан А, Джетвай А, Сегеди Г, Секанеч З (март – апрель 2008 г.). «Изотипы антител к циклическому цитруллинированному пептиду при ревматоидном артрите: связь с продолжительностью заболевания, выработкой ревматоидного фактора и наличием общего эпитопа» . Клиническая и экспериментальная ревматология . 26 (2): 253–260. ПМИД 18565246 . Архивировано из оригинала 11 декабря 2014 г. Проверено 26 февраля 2014 г.
- ^ Тери Шорс (август 2011 г.). «Лабораторная диагностика вирусных заболеваний Ч5 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 .
- ^ Американская академия аллергии, астмы и иммунологии, Американская академия аллергии, астмы и иммунологии. «Пять вопросов, которые должны задать врачи и пациенты» (PDF) . Выбираем мудро: инициатива Фонда ABIM . Американская академия аллергии, астмы и иммунологии . Архивировано из оригинала (PDF) 3 ноября 2012 года . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ Кокс Л., Уильямс Б., Зихерер 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 иммунологии, специальная группа по тестированию IgE». Анналы аллергии, астмы и иммунологии . 101 (6): 580–592. дои : 10.1016/s1081-1206(10)60220-7 . ПМИД 19119701 .
- ^ Стапель, Стивен О.; Асеро, Р.; Балмер-Вебер, БК; Кнол, EF; Стробель, С.; Витс, С.; Кляйне-Теббе, Дж.; Целевая группа EAACI (июль 2008 г.). «Тестирование пищевых продуктов на IgG4 не рекомендуется в качестве диагностического инструмента: отчет рабочей группы EAACI» . Аллергия . 63 (7): 793–796. дои : 10.1111/j.1398-9995.2008.01705.x . ISSN 1398-9995 . ПМИД 18489614 . S2CID 14061223 .