Hapten - Hapten

Haptens находятся маленькие молекулы который вызвать иммунный ответ только при установке на большой носитель, такой как белок; носитель может быть носителем, который сам по себе не вызывает иммунного ответа (как правило, только большие молекулы, инфекционные агенты или нерастворимые инородные тела могут вызывать иммунная реакция в теле) .Как только тело сгенерирует антитела гаптен-носителю аддукт низкомолекулярный гаптен также может связываться с антителом, но обычно не инициирует иммунный ответ; обычно это может сделать только аддукт гаптен-носитель. Иногда низкомолекулярный гаптен может даже блокировать иммунный ответ на аддукт гаптен-носитель, предотвращая связывание аддукта с антителом, процесс, называемый подавление гаптена.

Механизмы отсутствия иммунного ответа могут различаться и включать сложные иммунологические механизмы, но могут включать в себя отсутствие или недостаточность костимулирующих сигналов от антигенпрезентирующие клетки.

Гаптены использовались для изучения аллергический контактный дерматит (АКД) и механизмы воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) для индукции аутоиммунных реакций.[1]

Концепция гаптенов возникла в результате работы Карл Ландштайнер,[2][3]которые также первыми использовали синтетические гаптены для изучения иммунохимических явлений.[4]

Примеры гаптенов

Первые исследованные гаптены были анилин и его карбоксильные производные (о-, м-, и п-аминобензойная кислота ).[5]

Хорошо известный пример гаптена: урушиол, который является токсином, содержащимся в Ядовитый плющ. При всасывании через кожу растения ядовитого плюща урушиол подвергается окисление в клетках кожи для генерации фактического гаптена, реактивного хинон молекула -типа, которая затем вступает в реакцию с белками кожи с образованием гаптеновых аддуктов. Обычно первое воздействие вызывает только сенсибилизацию, при которой происходит разрастание эффекторных Т-клеток. После последующего второго воздействия пролиферирующие Т-клетки могут активироваться, вызывая иммунную реакцию, которая вызывает типичные пузыри, характерные для воздействия ядовитого плюща.

Некоторые гаптены могут вызывать аутоиммунный болезнь. Примером является гидралазин, препарат для снижения артериального давления, который иногда может вызывать лекарственные Красная волчанка у некоторых людей. Это также является механизмом, с помощью которого анестезирующий газ галотан может вызвать опасную для жизни гепатит, а также механизм, с помощью которого пенициллин препараты класса вызывают аутоиммунные гемолитическая анемия.

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

Наконец, аллергия на никель вызывается ионами металлического никеля, проникающими в кожу и связывающимися с белками кожи.

Гаптенское сопряжение

Благодаря своей природе и свойствам, аддукты гаптен-носитель играют важную роль в иммунология. Они использовались для оценки свойств определенных эпитопы и антитела. Они важны для очистки и производства моноклональные антитела. Они также жизненно важны для развития чувствительных количественных и качественных иммуноанализ.[6] Однако для достижения наилучших и наиболее желательных результатов при разработке конъюгатов гаптена необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся метод конъюгации гаптена, тип используемого носителя и плотность гаптена. Вариации этих факторов могут приводить к разной силе иммунного ответа на вновь образованную антигенную детерминанту.

В общем, эти белки-носители должны быть иммуногенными и содержать достаточно аминокислота остатки в реактивных боковых цепях для конъюгирования с гаптенами. В зависимости от используемых гаптенов другие факторы при рассмотрении белков-носителей могут включать их токсичность in vivo, коммерческую доступность и стоимость.[6]

Наиболее распространенные перевозчики включают сывороточный глобулин, альбумины, овальбумин и много других. Хотя белки в основном используются для конъюгации гаптенов, синтетические полипептиды, такие как Поли-L-глутаминовая кислота, полисахариды и липосомы также может быть использован.[6]

Методы гаптен-конъюгации

При выборе подходящего метода конъюгации гаптена необходимо идентифицировать функциональные группы гаптена и его носителя. В зависимости от присутствующих групп может использоваться одна из двух основных стратегий:

  1. Спонтанная химическая реакция: Используется, когда гаптен представляет собой химически реактивную молекулу, такую ​​как ангидриды и изоцианаты. Этот метод конъюгации является спонтанным и не требует сшивающих агентов.[6]
  2. Сшивка промежуточных молекул: Этот метод в основном применяется к нереактивным гаптенам. Агенты, содержащие как минимум две химически активные группы, такие как карбодиимид или же глутаральдегид должны способствовать конъюгации гаптенов с их носителями. Степень поперечного сшивания зависит от соотношения гаптен / носитель и связывающий агент, концентрации гаптен / носитель и температуры, pH окружающей среды.[6]
    • Карбодиимид: Группа соединений с общей формулой R-N = C = N-R ', где R и R' являются либо алифатическими (то есть диэтилкарбодиимидом), либо ароматическими (то есть дифенилкарбодиимидом). Конъюгация с использованием карбодиимида требует присутствия α- или ɛ-амино и карбоксильная группа. Аминогруппа обычно происходит от лизил остаток белка-носителя, в то время как карбоксильная группа происходит от гаптена. Точный механизм этой реакции пока неизвестен. Однако предлагается два пути. Первый постулирует, что промежуточное соединение, которое может реагировать с амин сформирован. Второе утверждение, что перегруппировка ацила мочевина, основной побочный продукт реакции при высокой температуре.[7]
    • Глутаральдегид: Этот метод работает по реакции между глутаральдегид с аминогруппами с образованием Базы Шиффа или продукты присоединения двойной связи типа Михаэля. Выход конъюгатов можно контролировать, варьируя pH реакции. Более высокий pH приведет к увеличению количества промежуточных продуктов основания Шиффа и, следовательно, к увеличению количества и размера конъюгатов гаптенов. В целом, перекрестные ссылки с участием глутаральдегид очень стабильный. Однако иммунизированные животные имеют тенденцию к снижению глутаральдегид сшивающие мостики как эпитопы.[8]
  3. Высокоэффективный капиллярный электрофорез: Высокоэффективный капиллярный электрофорез (HPCE) - альтернативный метод оптимизации конъюгации гаптен-белок. HPCE преимущественно используется при разделении углеводы с очень высокой сепарационной способностью. Использование HPCE в качестве метода исследования определенных конъюгатов дает множество преимуществ, например, требуется лишь минимальный размер образца (nl). Кроме того, используемый образец не обязательно должен быть чистым и не требуется никакого типа радиоактивной метки. Большим преимуществом этого метода конъюгации гаптенов является то, что существует автоматизированный анализ образца, и тестирование взаимодействия образцов может быть определено в свободном растворе. Этот метод конъюгации гаптен-белок исключительно эффективен для конъюгатов с низкой плотностью эпитопов, где в остальном очень сложно использовать другие методы для определения их электрической или ионной подвижности.[9][10]

Гаптен торможение

Подавление гаптена или «полугаптен» - это подавление гиперчувствительность III типа отклик. При ингибировании свободные молекулы гаптена связываются с антителами к этой молекуле, не вызывая иммунного ответа, в результате чего остается меньше антител для связывания с иммуногенным аддуктом гаптен-белок. Пример ингибитор гаптена является декстран 1, что представляет собой небольшую дробь (1 килодальтон ) всего декстранового комплекса, которого достаточно для связывания анти-декстрановых антител, но недостаточно, чтобы привести к образованию иммунные комплексы и результирующие иммунные ответы.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Erkes, Dan; Сельван, Сентамил (2014). «Вызванная гаптеном контактная гиперчувствительность, аутоиммунные реакции и регресс опухоли: вероятность опосредования противоопухолевого иммунитета». Журнал иммунологических исследований. Хиндави. 2014: 1–28. Дои:10.1155/2014/175265. ЧВК  4052058. PMID  24949488.
  2. ^ Ландштейнер, Карл (1945). Специфика серологических реакций. Кембридж: Гарвардский унив. Нажмите.
  3. ^ Ландштейнер, Карл (1990). Специфика серологических реакций, 2-е издание, исправленное.. Courier Dover Publications. ISBN  978-0-486-66203-9.
  4. ^ Шредер, Кевин (март 2000). «Синтетические гаптены как зонды ответа антител и иммуно-познания». Методы. 20 (3): 372–379. Дои:10.1006 / мет.1999.0929. PMID  10694458.
  5. ^ По К. Ландштейнеру, 1962, Специфика серологических реакций, Dover Press
  6. ^ а б c d е Лемус, Ранульфо; Кароль, Мерил Х. (2008). Сопряжение Haptens. Методы и протоколы аллергии. Методы молекулярной медицины. 138. С. 167–182. Дои:10.1007/978-1-59745-366-0_14. ISBN  9780896038967. PMID  18612607.
  7. ^ Баумингер, Сара; Вильчек, Меир (1980). «[7] использование карбодиимидов при приготовлении иммунизирующих конъюгатов». Иммунохимические методы, часть А. Методы в энзимологии. 70. С. 151–159. Дои:10.1016 / с0076-6879 (80) 70046-0. ISBN  9780121819705. PMID  6999295.
  8. ^ Картер, Джон (1 января 1996 г.). «Конъюгирование пептидов с белками-носителями через глутаральдегид». Справочник по белковым протоколам. С. 679–687. Дои:10.1007/978-1-60327-259-9_117. ISBN  978-0-89603-338-2.
  9. ^ Frøkiaer, H .; Sørensen, H .; Соренсен, Дж. С .; Соренсен, С. (1995-11-24). «Оптимизация конъюгации гаптен-белок с помощью высокоэффективного капиллярного электрофореза». Журнал хроматографии А. 717 (1–2): 75–81. Дои:10.1016 / 0021-9673 (95) 00642-Х. ISSN  0021-9673. PMID  8520687.
  10. ^ Стратис-Каллум, Д., Макмастерс, Сан, Пеллегрино, Пол М. и Исследовательская лаборатория армии США. (2009). Аффинный зонд, капиллярный электрофорез, оценка связывания аптамера с бактериями Campylobacter jejuni(ARL-TR (Абердинский полигон, штат Мэриленд); 5015). Адельфи, доктор медицины: Армейская исследовательская лаборатория.
  11. ^ Промитен, информация о лекарствах из шведского официального каталога лекарств Последнее обновление: 2005-02-17

внешняя ссылка