Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гаптены - это небольшие молекулы, которые вызывают иммунный ответ только при присоединении к большому носителю, например, белку ; 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 иммунный ответ в организме). После того , как тело генерируется антитела к гаптен-носитель аддуктанизкомолекулярный гаптен также может связываться с антителом, но обычно он 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 ингибированием гаптена .

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

Гаптены использовались для изучения аллергического контактного дерматита (ACD) и механизмов воспалительного заболевания кишечника (IBD), чтобы вызвать аутоиммунные реакции. [1]

Концепция гаптенов возникла из работы Карла Ландштайнером , [2] [3] , который также является пионером в использовании синтетических гаптенов для изучения иммунохимических явлений. [4]

Примеры гаптенов [ править ]

Первыми исследованными гаптенами были анилин и его карбоксильные производные ( о- , м- и п-аминобензойная кислота ). [5]

Хорошо известным примером гаптена является урушиол , токсин, содержащийся в ядовитом плюще . При всасывании через кожу ядовитого плюща урушиол подвергается окислению в клетках кожи с образованием фактического гаптена, реактивной молекулы хинонного типа, которая затем вступает в реакцию с белками кожи с образованием аддуктов гаптена. 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 воздействия ядовитого плюща.

Некоторые гаптены могут вызывать аутоиммунное заболевание. Примером является гидралазин , препарат для снижения артериального давления, который иногда может вызывать у некоторых людей лекарственную красную волчанку . Это также, по-видимому, механизм, с помощью которого анестезирующий газ галотан может вызвать опасный для жизни гепатит , а также механизм, с помощью которого препараты класса пенициллина вызывают аутоиммунную гемолитическую анемию .

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

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

Гаптенское спряжение [ править ]

Благодаря своей природе и свойствам аддукты гаптен-носитель играют важную роль в иммунологии . Их использовали для оценки свойств конкретных эпитопов и антител. Они важны для очистки и производства моноклональных антител . Они также жизненно важны для разработки чувствительных количественных и качественных иммуноанализов . [6] Однако для достижения наилучших и наиболее желаемых результатов при разработке конъюгатов гаптенов необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся метод конъюгации гаптена, тип используемого носителя и плотность гаптена. Вариации этих факторов могут привести к разной силе иммунного ответа на вновь образованную антигенную детерминанту.

В общем, эти белки-носители должны быть иммуногенными и содержать достаточное количество аминокислотных остатков 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 носители включают сывороточный глобулин , альбумины , яичный альбумин и многие другие. Хотя белки в основном используются для конъюгации гаптенов, также можно использовать синтетические полипептиды, такие как поли-L-глутаминовая кислота , полисахариды и липосомы . [6]

Методы Hapten Conjugation [ править ]

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 сшивающие агенты не требуются. [6]
  2. Сшивка промежуточных молекул: этот метод в основном применяется к нереактивным гаптенам. Агенты, содержащие по крайней мере две химически реактивные группы, такие как карбодиимид или 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 RN = C = NR ', где R и R' являются либо алифатическими (например, диэтилкарбодиимидом), либо ароматическими (например, дифенилкарбодиимидом). Конъюгация с использованием карбодиимида требует присутствия α- или ɛ-амино и карбоксильной группы . Аминогруппа обычно происходит от лизильного остатка белка-носителя, а карбоксильная группа происходит от гаптена. Точный механизм этой реакции пока неизвестен. Однако предлагается два пути. Первый постулирует, что образуется промежуточное соединение, которое может реагировать с амином . Второе о том , что перегруппировка ацил мочевины , основной побочный продукт реакции при высокой температуре, не произошло. [7]
    • Глутаральдегид : этот метод работает путем реакции между глутаральдегидом с аминогруппами с образованием оснований Шиффа или продуктов присоединения двойной связи типа Михаэля. Выход конъюгатов можно контролировать, варьируя pH реакции. Более высокий pH приведет к увеличению количества промежуточных продуктов основания Шиффа и впоследствии приведет к увеличению количества и размера конъюгатов гаптенов. В целом, поперечное сшивание с участием глутарового альдегида очень стабильно. Однако иммунизированные животные склонны преобразовывать сшивающие мостики глутаральдегида в качестве эпитопов. [8]
  3. Высокоэффективный капиллярный электрофорез: Высокоэффективный капиллярный электрофорез (HPCE) является альтернативным методом оптимизации конъюгации гаптен-белок. HPCE преимущественно используется для разделения углеводов.с очень высокой сепарационной способностью. У использования HPCE в качестве метода исследования определенных конъюгатов есть множество преимуществ, например, требуются только минимальные размеры образцов (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 имеется 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]

Гаптенское торможение [ править ]

Подавление гаптена или «полугаптен» - это подавление реакции гиперчувствительности III типа . При ингибировании свободные молекулы гаптена связываются с антителами к этой молекуле, не вызывая иммунного ответа, в результате чего меньше антител остается для связывания с иммуногенным аддуктом гаптен-белок. Примером ингибитора гаптена является декстран 1 , который представляет собой небольшую фракцию (1 килодальтон ) всего комплекса декстрана, которого достаточно для связывания антидекстрановых антител, но недостаточно, чтобы привести к образованию иммунных комплексов и результирующим иммунным ответам. [11]

См. Также [ править ]

  • Токсин
  • Антиген

Ссылки [ править ]

  1. ^ Erkes, Дэн; Сельван, Сентамил (2014). «Гаптен-индуцированная контактная гиперчувствительность, аутоиммунные реакции и регрессия опухоли: вероятность опосредования противоопухолевого иммунитета» . Журнал иммунологических исследований . Хиндави. 2014 : 1-28. DOI : 10.1155 / 2014/175265 . PMC  4052058 . PMID  24949488 .
  2. Перейти ↑ Landsteiner, Karl (1945). Специфика серологических реакций . Кембридж: Гарвардский унив. Нажмите.
  3. Перейти ↑ Landsteiner, Karl (1990). Специфика серологических реакций, 2-е издание, переработанное . 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. DOI : 10,1006 / meth.1999.0929 . PMID 10694458 . 
  5. ^ На основании К. Ландштейнера, 1962, Специфика серологических реакций , Dover Press
  6. ^ a b c d e Лемус, Ранульфо; Кароль, Мерил Х. (2008). Сопряжение Haptens . Методы и протоколы аллергии . Методы молекулярной медицины. 138 . С. 167–182. DOI : 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». Используемые иммунологические методы, часть A . Методы в энзимологии. 70 . С. 151–159. DOI : 10.1016 / s0076-6879 (80) 70046-0 . ISBN 9780121819705. PMID  6999295 .
  8. ↑ Картер, Джон (1 января 1996 г.). «Конъюгация пептидов с белками-носителями через глутаральдегид» . Справочник по белковым протоколам . С. 679–687. DOI : 10.1007 / 978-1-60327-259-9_117 . ISBN 978-0-89603-338-2.
  9. ^ Frøkiaer, H .; Sørensen, H .; Соренсен, JC; Соренсен, С. (1995-11-24). «Оптимизация конъюгации гаптен-белок с помощью высокоэффективного капиллярного электрофореза». Журнал хроматографии A . 717 (1–2): 75–81. DOI : 10.1016 / 0021-9673 (95) 00642-X . ISSN 0021-9673 . PMID 8520687 .  
  10. ^ Stratis-Каллум, Д., McMasters, вс, Пеллегрино, Пол М, и научноисследовательской лаборатории армии США. (2009). Оценка связывания аптамера с бактериями Campylobacter jejuni с помощью аффинного зонда капиллярным электрофорезом (ARL-TR (Aberdeen Proving Ground, MD); 5015). Адельфи, доктор медицины: Армейская исследовательская лаборатория.
  11. ^ Промитен, информация о лекарствах из шведского официального каталога лекарств. Последнее обновление: 17.02.2005.

Внешние ссылки [ править ]

  • Haptens в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)