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2014년도 2학기약품면역학제 5강 (1/43)
Chapter 5
T 림프구에 대한 항원제시
(Antigen presentation to T lymphocytes)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (2/43)
적응면역반응(adaptive immune response)
• 주조직적합복합체(major histocompatibility complex, MHC)
• 항원처리(antigen processing)
• 항원제시(antigen presentation)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (3/43)
MHC class I vs MHC class II
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (4/43)
막으로구분되는 2개의구획
• 세포질내(cytosolic compartment)
• 소포내(vesicular compartment)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (5/43)
세포內 세포外
세포질내 vs 소포내병원체
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (6/43)
세포內항원의처리및제시
• 항원처리연관운반체 1, 2(transporters associated with antigen processing-1, and 2, TAP1 and TAP2)
• MHC class I분자에결합하는펩티드를세포질에서형질내세망(ER)으로능동적으로운반
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (7/43)
Ubiquitin-dependent degradation pathway
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (8/43)
프로테아좀(proteasome)
• Multi-catalytic protease complex• 7개의소단위(subunit)를가진고리• 4층구조, 28개의소단위큰원통형복합체(cylindrical
complex)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (9/43)
Cross-presentation by MHC I
• 교차제시(cross-presentation)– MHC class I 분자에의한 CD8 T 세포에외인성항원제시
• Retrograde translocation (retro-translocation) from ER to cytosol
• Transport from cytosol back to ER by TAP
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (10/43)
MHC class I의항원처리및제시
• MHC class I– α chain and β2 microglobulin
• MHC class I molecules are retained in the ER until they bind a peptide
• Peptide loading complex– Calnexin (chaperone) + MHC I α– Calreticulin (chaperone) + MHC I α + β2m– Erp57 (chaperone) + MHC I α + β2m
• Thiol oxidoreductase– Tapasin
• TAP-associated protein– TAP transporter
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (11/43)
Animation demoPeptide editingPeptide loading complex
MHC class I의항원처리및제시• DRiPs – defective ribosomal products
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (12/43)
면역회피물질(immunoevasins)
• 다수의바이러스가만들어냄• Viral evasin
• HCMV (human cytomegalovirus) US6• Herpes simplex virus ICP47
– Inhibit TAP-mediated transport
• Adenovirus E19– Inhibit Tapasin and TAP interaction
• CMV US11– MHC class I의전위(dislocation)
Animation demo
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (13/43)
MHC class II의항원처리및제시
• Receptor-mediated endocytosis• 엔도솜(endosome)• 산도가높아짐(acidified endocytic vesicles)• Lysosome과합쳐짐
• 산성단백질분해효소- Cystein protease, cathepsin B, D, S, and L
• IFN-γ-induced lysosomal thiol reductase (GILT)– Reduce disulfide bonds
• 낮은 pH에서활성화됨• 소포내의단백항원을분해
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (14/43)
MHC class II의항원처리및제시
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (15/43)
• 불변사슬 Ii(invariant chain, Ii)• CLIP (class II-associated invariant-chain peptide)• ER에서다른펩티드가MHC class II에붙는것을방지• MIIC (MHC class II compartment)
산성화엔도좀
MHC class II의항원처리및제시
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (16/43)
HLA-DM
• MHC class II 유사분자• α and β chains• MHC class II 분자와불안정하게결합한펩티드혹은 clip을제거하고안정하게결합한펩티드를적재하는촉매역할
• 펩티드편집(peptide editing)• TAP 분자가MHC class I 분자에펩티드결합을용이하게하는것과유사
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (17/43)
Animation demo
Peptide loading by HLA-DM
• HLA-DO – negative regulator of HLA-DM
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (18/43)
MHC and its functions
• Polygeny (다양성, 다유전자성)– 200개이상의유전자
• Polymorphism (다형성)– 각유전자의변이형(variants) 존재
• MHC class I and II genes• Human leukocyte antigen (HLA, 사람백혈구항원) genes• H-2 genes from mouse
• MHC class II transactivator (CIITA) -> IFN-γ -> MHC 관련유전자유도
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (19/43)
MHC polymorphism and polygeny
이형접합성(heterozygous)
공동우성(co-dominant)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (20/43)
Different alleles of an MHC class I
• Allelic variation(대립유전자의변이) occurs at specific sites within MHC molecules
• Different alleles of an MHC I bind different peptide
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (21/43)
제한인식(restricted recognition)(制限認識, restricted recognition)
• MHC restriction• T 세포수용체의특이성
• 수용체가인식하는펩티드와수용체에결합된MHC 분자모두에의해특징지어짐
• T 세포수용체는펩티드와 MHC 분자를동시에인식
• Alloreaction or alloreactivity (동종반응)– Alloreactive T cells recognize non-self or foreign MHC molecules
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (22/43)
제한인식(restricted recognition)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (23/43)
슈퍼항원(super antigen)
• 포도알균장독소(staphylococcal enterotoxin, SE)• 독성쇽증후군독소-1(toxic shock syndrome toxin-1, TSST-1)
• T세포와MHC에직접결합• No antigen specificity• 2-20%의 T 세포를자극할수있음• 보통은만개의 T 세포중하나만을자극)• Overproduction of IL-2• Fever, nausea, vomiting, diarrhea and shock
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (24/43)
animation demo
슈퍼항원(Super antigen)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (25/43)
Chapter 6
면역계 수용체를 통한 신호전달 1(signaling through immune system
receptors)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (26/43)
세포내신호전달경로
• 신호전달(signal transduction)
• 효소-결합수용체 (enzyme-linked receptors)
• 단백인산화효소(protein kinase)– Tyrosine kinase– Serine/threonine kinase– 단백인산화(protein phosphorylation)
• 단백인산분해효소(protein phosphatase)
• Large multiprotein signaling complex
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (27/43)
단백인산효소를통한신호전달
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (28/43)
단백인산효소를통한신호전달
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (29/43)
단백 상호 작용 도메인
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (30/43)
• 골격단백(scaffold protein)• SH2 (Src homology 2) domain + pYXXZ motif
골격단백
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (31/43)
• 매개단백(adaptor protein)- Grb2• 신호전달단백(signaling protein) - SOS• SH3 domain + PXXP motif
매개단백
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (32/43)
신호전달과정은시작신호를증폭시킴
kinase cascade Second messengers
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (33/43)
작은 G 단백(small G protein)
• 작은 GTPase(small GTPase)– GTP를가수분해
• GTP 결합단백(GTP-binding protein)• Ras 계(Ras family) – Ras, Rac, Rho, Cdc42
• 구아닌뉴클레오타이드교환인자(guanine nucleotide exchange factor, GEF) – turn-on
• GTPase 활성단백(GTPase-activating protein, GAP) – turn-off
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (34/43)
Small G protein의활성화
GAP
Turn-on Turn-off
G P P
P P
PP P P P
G
G G
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (35/43)
Phosphatidyl inositol (PI)
• 세포막지질 2차전령물질
• 인산화이노시톨인산화효소(phosphatidylinositol kinase)
• Two fatty acids + glycerol + inositol ring
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (36/43)
PP
Phosphatidyl inositol (PI) Phosphatidyl inositol4,5 bisphosphate (PIP2)
PI kinase
Phosphatidyl inositol (PI)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (37/43)
PP
Phosphatidyl inositol4,5 bisphosphate (PIP2)
Phospholipase C (PLC)
P P
Diacylglycerol (DAG)
Inositol triphosphates (IP3)
HH
Phosphatidyl inositol (PI)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (38/43)
신호전달단백의세포막집합
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (39/43)
지질뗏목(lipid raft)
• 콜레스테롤과스핑고리피트와같은특정지질이풍부
• 당지질풍부미세도메인(glycolipid-enriched microdomains, GEMs)
• 세제불용성당지질풍부도메인(detergent-insoluble glycolipid-rich domain, DIG)
• GPI (glycosyl phosphatidyl inositol) link
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (40/43)
Animation demo
지질뗏목(lipid raft)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (41/43)
Signal turn-off by ubiqutination
• Ubiquitin conjugation to lysine resides of target protein• Ubiquitin ligase
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (42/43)
B 세포수용체복합체(BCR complex)
• B cell receptor complex
• 불변부속단백(invariant protein) Igα and Igβ
• 세포표면면역글로불린(cell surface immunoglobulin)
• 면역수용체티로신기반활성화모티프(immunoreceptor tyrosine-based activation motif, ITAM)
2014년도 2학기약품면역학제 5강 (43/43)
T 세포수용체복합체(TCR complex)
• T cell receptor complex
• CD3– 2개의 CD3ε, 1개의 CD3δ, 1개의
CD3γ, 2개의 CD3ζ (zeta)
• 10개의 ITAM