Dr. Gene Mayer Dr Gene Mayer
I. DEFINISI
Immunoglobulin (Ig) Imunoglobulin (Ig)
Immunoglobulins are glycoprotein molecules that are produced by plasma cells in response to an immunogen and which function as antibodies. Imunoglobulin merupakan glikoprotein molekul yang diproduksi oleh sel plasma dalam menanggapi sebuah imunogen dan yang berfungsi sebagai antibodi. The immunoglobulins derive their name from the finding that they migrate with globular proteins when antibody-containing serum is placed in an electrical field (Figure 1). Immunoglobulins berasal dari nama mereka menemukan bahwa mereka bermigrasi dengan protein globular saat antibodi serum yang mengandung ditempatkan dalam medan listrik
II. II. GENERAL FUNCTIONS OF IMMUNOGLOBULINS UMUM FUNGSI imunoglobulin
A. Antigen binding A. Antigen yang mengikat
Immunoglobulins bind specifically to one or a few closely related antigens. Imunoglobulin mengikat secara khusus untuk satu atau beberapa antigen terkait erat. Each immunoglobulin actually binds to a specific antigenic determinant. Setiap imunoglobulin sebenarnya mengikat antigen determinan tertentu. Antigen binding by antibodies is the primary function of antibodies and can result in protection of the host. Pengikatan antigen oleh antibodi adalah fungsi utama dari antibodi dan dapat mengakibatkan perlindungan host. The valency of antibody refers to the number of antigenic determinants that an individual antibody molecule can bind. Valensi antibodi mengacu pada jumlah determinan antigenik yang molekul antibodi individu dapat mengikat. The valency of all antibodies is at least two and in some instances more. Valensi dari semua antibodi setidaknya dua dan dalam beberapa kasus lebih.
B. Effector Functions B. Fungsi efektor
Frequently the binding of an antibody to an antigen has no direct biological effect. Sering pengikatan antibodi terhadap antigen tidak memiliki efek biologis langsung. Rather, the significant biological effects are a consequence of secondary "effector functions" of antibodies. Sebaliknya, efek biologis yang signifikan adalah konsekuensi dari sekunder "fungsi efektor" antibodi. The immunoglobulins mediate a variety of these effector functions. Immunoglobulins menengahi berbagai fungsi efektor. Usually the ability to carry out a particular effector function requires that the antibody bind to its antigen. Biasanya kemampuan untuk melaksanakan fungsi efektor tertentu mensyaratkan bahwa mengikat antibodi terhadap antigen tersebut. Not every immunoglobulin will mediate all effector functions. Tidak setiap orang akan menengahi imunoglobulin semua fungsi efektor. Such effector functions include: Efektor fungsi tersebut meliputi:
1. 1. Fixation of complement - This results in lysis of cells and release of biologically active molecules (see chapter two ) Fiksasi komplemen - Hal ini menyebabkan lisis sel dan pelepasan molekul biologis aktif (lihat Bab dua )
2. 2. Binding to various cell types - Phagocytic cells, lymphocytes, platelets, mast cells, and basophils have receptors that bind immunoglobulins. Mengikat berbagai jenis sel - sel fagosit, limfosit, trombosit, sel mast, dan basofil memiliki reseptor yang mengikat imunoglobulin. This binding can activate the cells to perform some function. Pengikatan ini dapat mengaktifkan sel-sel untuk melakukan beberapa fungsi. Some immunoglobulins also bind to receptors on placental trophoblasts, which results in transfer of the immunoglobulin across the placenta. Beberapa Imunoglobulin juga mengikat pada reseptor pada trofoblas plasenta, yang mengakibatkan transfer imunoglobulin melalui plasenta. As a result, the transferred maternal antibodies provide immunity to the fetus and newborn Akibatnya, antibodi ibu ditransfer memberikan kekebalan terhadap janin dan bayi baru lahir
III. BASIC STRUCTURE OF IMMUNOGLOBULINS DASAR STRUKTUR imunoglobulin
The basic structure of the immunoglobulins is illustrated in figure 2. Struktur dasar dari imunoglobulin diilustrasikan pada gambar 2. Although different immunoglobulins can differ structurally, they all are built from the same basic units. Meskipun imunoglobulin yang berbeda dapat berbeda secara struktural, mereka semua dibangun dari unit-unit dasar yang sama
A. Heavy and Light Chains A. berat dan rantai ringan
All immunoglobulins have a four chain structure as their basic unit. Semua imunoglobulin memiliki struktur rantai empat sebagai unit dasar mereka. They are composed of two identical light chains (23kD) and two identical heavy chains (50-70kD) Mereka terdiri dari dua rantai ringan identik (23kD) dan dua rantai berat yang identik (50-70kD)
B. Disulfide bonds B. disulfida obligasi
1. 1. Inter-chain disulfide bonds - The heavy and light chains and the two heavy chains are held together by inter-chain disulfide bonds and by non-covalent interactions The number of inter-chain disulfide bonds varies among different immunoglobulin molecules. Ikatan disulfida antar rantai - Rantai berat dan ringan dan dua rantai berat yang diselenggarakan bersama oleh antar-rantai ikatan disulfida dan interaksi non-kovalen Jumlah antar-rantai ikatan disulfida bervariasi antara molekul imunoglobulin yang berbeda.
2. 2. Intra-chain disulfide binds - Within each of the polypeptide chains there are also intra-chain disulfide bonds. Intra-rantai disulfida mengikat - Dalam setiap rantai polipeptida ada juga intra-rantai ikatan disulfida.
C. Variable (V) and Constant (C) Regions C. Variabel (V) dan Konstan (C) Daerah
When the amino acid sequences of many different heavy chains and light chains were compared, it became clear that both the heavy and light chain could be divided into two regions based on variability in the amino acid sequences. Ketika urutan asam amino dari banyak rantai berat dan rantai ringan yang berbeda dibandingkan, menjadi jelas bahwa kedua rantai berat dan ringan dapat dibagi menjadi dua daerah berdasarkan variabilitas dalam urutan asam amino. These are the: Ini adalah:
1. 1. Light Chain - V L (110 amino acids) and C L (110 amino acids) Rantai Cahaya - V L (110 asam amino) dan C L (110 asam amino)
2. 2. Heavy Chain - V H (110 amino acids) and C H (330-440 amino acids) Berat Rantai - V H (110 asam amino) dan C H (330-440 asam amino)
D. Hinge Region D. Engsel Daerah
This is the region at which the arms of the antibody molecule forms a Y. It is called the hinge region because there is some flexibility in the molecule at this point. Ini adalah wilayah di mana lengan molekul antibodi membentuk Y. Hal ini disebut daerah engsel karena ada beberapa fleksibilitas dalam molekul pada titik ini.
E. Domain
Three dimensional images of the immunoglobulin molecule show that it is not straight as depicted in figure 2A. Tiga dimensi dari molekul imunoglobulin menunjukkan bahwa itu tidak lurus seperti digambarkan dalam Gambar 2A. Rather, it is folded into globular regions each of which contains an intra-chain disulfide bond (figure 2B-D). Sebaliknya, dilipat menjadi berbentuk bulat daerah masing-masing berisi ikatan intra-rantai disulfida (gambar 2B-D). These regions are called domains. Wilayah ini disebut domain.
1. 1. Light Chain Domains - V L and C L Rantai Cahaya Domain - V L dan C L
2. 2. Heavy Chain Domains - V H , C H1 - C H3 (or C H4 ) Berat Rantai Domain - V H, C H1 - H3 C (atau C H4)
F. Oligosaccharides F. Oligosakarida
Carbohydrates are attached to the C H2 domain in most immunoglobulins. Karbohidrat yang melekat pada domain H2 C dalam imunoglobulin paling. However, in some cases carbohydrates may also be attached at other locations. Namun, dalam beberapa kasus karbohidrat juga dapat dipasang di lokasi lain.
IV. STRUCTURE OF THE VARIABLE REGION STRUKTUR DAERAH VARIABEL
A. Hypervariable (HVR) or complementarity determining regions (CDR) A. Hypervariable (HVR) atau wilayah melengkapi menentukan (CDR)
Comparisons of the amino acid sequences of the variable regions of immunoglobulins show that most of the variability resides in three regions called the hypervariable regions or the complementarity determining regions as illustrated in figure 3. Perbandingan urutan asam amino dari daerah variabel imunoglobulin menunjukkan bahwa sebagian besar variabilitas berada di tiga daerah yang disebut daerah hypervariable atau melengkapi menentukan daerah seperti yang diilustrasikan pada gambar 3. Antibodies with different specificities (ie different combining sites) have different complementarity determining regions while antibodies of the exact same specificity have identical complementarity determining regions ( ie CDR is the antibody combining site). Antibodi dengan kekhususan yang berbeda (yaitu menggabungkan situs yang berbeda) telah melengkapi yang berbeda menentukan daerah sedangkan antibodi dari kekhususan yang sama persis telah melengkapi identik menentukan daerah (yaitu CDR adalah situs antibodi menggabungkan). Complementarity determining regions are found in both the H and the L chains. Saling melengkapi menentukan daerah ditemukan di kedua H dan L rantai.
B. Framework regions B. Kerangka daerah
The regions between the complementarity determining regions in the variable region are called the framework regions (figure 3). Daerah antara melengkapi menentukan daerah di wilayah variabel disebut kerangka kerja daerah (Gambar 3). Based on similarities and differences in the framework regions the immunoglobulin heavy and light chain variable regions can be divided into groups and subgroups. Berdasarkan persamaan dan perbedaan dalam kerangka daerah daerah imunoglobulin rantai berat dan ringan variabel dapat dibagi ke dalam kelompok dan subkelompok. These represent the products of different variable region genes. Ini merupakan produk dari gen yang berbeda daerah variabel.
V. fragmen imunoglobulin: STRUKTUR / FUNGSI HUBUNGAN
Immunoglobulin fragments produced by proteolytic digestion have proven very useful in elucidating structure/function relationships in immunoglobulins. Fragmen imunoglobulin yang dihasilkan oleh pencernaan proteolitik telah terbukti sangat berguna dalam menjelaskan struktur / fungsi hubungan dalam imunoglobulin.
A. Fab A. Fab
Digestion with papain breaks the immunoglobulin molecule in the hinge region before the HH inter-chain disulfide bond Figure 4. Pencernaan dengan papain memecah molekul imunoglobulin di wilayah engsel sebelum Gambar antar-rantai disulfida ikatan HH 4. This results in the formation of two identical fragments that contain the light chain and the V H and C H1 domains of the heavy chain. Hal ini menyebabkan pembentukan dua fragmen identik yang mengandung rantai cahaya dan H V dan H1 C domain dari rantai berat.
Digestion with papain breaks the immunoglobulin molecule in the hinge region before the HH inter-chain disulfide bond Figure 4. Pencernaan dengan papain memecah molekul imunoglobulin di wilayah engsel sebelum Gambar antar-rantai disulfida ikatan HH 4. This results in the formation of two identical fragments that contain the light chain and the V H and C H1 domains of the heavy chain. Hal ini menyebabkan pembentukan dua fragmen identik yang mengandung rantai cahaya dan H V dan H1 C domain dari rantai berat.
Antigen binding - These fragments were called the Fab fragments because they contained the antigen binding sites of the antibody. Pengikatan antigen - Fragmen ini disebut Fab fragmen karena mereka berisi situs pengikatan antigen antibodi. Each Fab fragment is monovalent whereas the original molecule was divalent. Setiap fragmen Fab adalah monovalen sedangkan molekul asli divalen. The combining site of the antibody is created by both V H and V L . Situs menggabungkan antibodi yang dibuat oleh kedua V H dan V L. An antibody is able to bind a particular antigenic determinant because it has a particular combination of V H and V L . Antibodi mampu mengikat antigen determinan tertentu karena memiliki kombinasi tertentu dari V H dan V L. Different combinations of a V H and V L result in antibodies that can bind a different antigenic determinants. Berbagai kombinasi dari H V dan V hasil L dalam antibodi yang dapat mengikat antigen determinan yang berbeda.
B. Fc B. Fc
Digestion with papain also produces a fragment that contains the remainder of the two heavy chains each containing a C H2 and C H3 domain. Pencernaan dengan papain juga menghasilkan sebuah fragmen yang berisi sisa dari dua rantai berat masing-masing berisi H2 C dan C domain penuh H3. This fragment was called Fc because it was easily crystallized. Fragmen ini disebut Fc karena mudah mengkristal.
Digestion with papain also produces a fragment that contains the remainder of the two heavy chains each containing a C H2 and C H3 domain. Pencernaan dengan papain juga menghasilkan sebuah fragmen yang berisi sisa dari dua rantai berat masing-masing berisi H2 C dan C domain penuh H3. This fragment was called Fc because it was easily crystallized. Fragmen ini disebut Fc karena mudah mengkristal.
Fungsi efektor - Fungsi efektor dari imunoglobulin yang dimediasi oleh ini bagian dari molekul. Different functions are mediated by the different domains in this fragment (figure 5). Fungsi yang berbeda dimediasi oleh domain yang berbeda dalam fragmen ini (gambar 5). Normally the ability of an antibody to carry out an effector function requires the prior binding of an antigen; however, there are exceptions to this rule. Biasanya kemampuan antibodi untuk melaksanakan fungsi efektor membutuhkan sebelum pengikatan antigen, namun ada pengecualian untuk aturan ini.
Figure 5 Immunoglobulin fragments: Structure function relationship
C. F(ab') 2 C. F (ab ') 2
Treatment of immunoglobulins with pepsin results in cleavage of the heavy chain after the HH inter-chain disulfide bonds resulting in a fragment that contains both antigen binding sites (figure 6). Pengobatan imunoglobulin dengan hasil pepsin dalam pembelahan rantai berat setelah antar-rantai ikatan disulfida HH menghasilkan sebuah fragmen yang berisi situs pengikatan antigen baik (Gambar 6). This fragment was called F(ab') 2 because it is divalent. Fragmen ini disebut F (ab ') 2 karena divalen. The Fc region of the molecule is digested into small peptides by pepsin. Wilayah Fc dari molekul dicerna menjadi peptida kecil oleh pepsin. The F(ab') 2 binds antigen but it does not mediate the effector functions of antibodies. F (ab ') 2 mengikat antigen tetapi tidak memediasi fungsi efektor antibodi.
Treatment of immunoglobulins with pepsin results in cleavage of the heavy chain after the HH inter-chain disulfide bonds resulting in a fragment that contains both antigen binding sites (figure 6). Pengobatan imunoglobulin dengan hasil pepsin dalam pembelahan rantai berat setelah antar-rantai ikatan disulfida HH menghasilkan sebuah fragmen yang berisi situs pengikatan antigen baik (Gambar 6). This fragment was called F(ab') 2 because it is divalent. Fragmen ini disebut F (ab ') 2 karena divalen. The Fc region of the molecule is digested into small peptides by pepsin. Wilayah Fc dari molekul dicerna menjadi peptida kecil oleh pepsin. The F(ab') 2 binds antigen but it does not mediate the effector functions of antibodies. F (ab ') 2 mengikat antigen tetapi tidak memediasi fungsi efektor antibodi.
