Funkcije proteinov

• Transport/skladiščenje določenih molekul (ligandov, npr. Hb, Mb)

• Uravnavanje procesov (DNA-vezavni proteini) • Oporna funkcija (strukturni proteini, npr keratini, kolagen ...)• Kontraktilni proteini • Membranski proteini, vključeni v transport molekul/ionov preko

bioloških membran• Proteini, vključeni v prenos signala (receptorji, G-proteini,

kinaze ...)• Obramba pred tujki/invazivnimi organizmi (imunoglobulini/Ig)• Kataliza biokemijskih reakcij (encimi)

Imunski sistem vključuje vrsto specializiranih celic in proteinov

• Levkociti: makrofagi in limfociti• Lahko zapustijo krvni obtok, preidejo v tkiva• Limfociti proizvajajo proteine, imunoglobuline (Ig) in receptorje (Rp) na

površini - prepoznajo tuje molekule (delce) in jih uničijo• Imunski sistem včasih prepozna tudi svoje lastne molekule• Človek: 108 različnih Ig velika verjetnost, za prepoznanje vseh tujih

molekul - antigenov• Antigen: vsaka molekula, ki vzpodbudi imunski odgovor: virus,

bakterijska celična stena, protein .... (Mr > 5000)

• Ig ali Rp se veže na določen del antigena – antigenska determinanta (epitop)

Levkociti, vključeni v imunski sistem

Makrofagi S fagocitozo prebavijo velike delce in celice

Limfociti B (celice B ) Tvorijo in izločajo protitelesa, tvorijo receptorje, ki prepoznajo tujke

Limfociti T (celice T ) - citotoksične celice T (TC) (celice ubijalke)

- celice pomagalke (TH)

Na površini imajo receptorje, ki interagirajo z okuženimi celicami gostitelja

Interagirajo z makrofagi in izločajo citokine (interlevkine), ki stimulirajo TC, TH in celice B k rasti in razmnoževanju

Vrsta celic Funkcija

•celica pomagalka: limfocit T, ki pomaga limfocitu B pri sintezi protiteles; sin. pomagalka; •celica ubijalka limfocit T, odgovoren za celično imunost, ker raztaplja antigensko tuje celice; sin. ubijalka; (Slovenski Medicinski Slovar 2005)

Proteini MHC (Major Histocompatibility Complex)

•MHC I – na površini vseh celic •Prepoznajo receptorji celic T•Selekcija: po zorenju v timusu ostane 5% celic T, ki prepoznajo samo tuje peptide

•MHC II – na površini specializiranih celic (makrofagi, limfociti B, ki privzamejo tuje proteine/antigene)•Na površini se izpostavijo peptidi, nastali z znotrajcelično razgradnjo tujih proteinov

1 veriga

več verig

več verig več verig

Vloga kompleksa HLA (MHC) – prepozna in loči “svoje” celice od “nesvojih”

HLA(MHC-II)

Celica B

Celica pomagalka

Struktura človeškega proteina MHC razreda I

Antigen: peptid, nastal z razgradjo virusa HIV

veriga

veriga

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

MHC II

MHC I

Voet D, Voet JGBiochemistry,John Wiley 1998

Celični imunski odziv

Razliko “svoj” / “nesvoj” prepoznajo peptidi na površini celic – detekcija z MHC (Major Histocompatibility Complex)

Struktura imunoglobulina G

Domena: Imunoglobulinsko zvitje

pregib –delovanje proteinaz

OH

Vezan ogljikovodik(OH)

Model strukture IgG

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Vezava antigena na IgG

•Inducirano prilagajanje•Visoka afiniteta (Kd~10 nM)

protitelo kompleks antigen-protitelo

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Razredi imunoglobulinov pri vretenčarjih

Težke verige (IgA) (IgD) (IgG) (IgE) (IgM)

Lahke verige

•Ig predstavljajo 20% krvnih proteinov•prepoznajo in vežejo velike tuje molekule in jih usmerjajo v razkroj

Ganong WF, Review of Medical Physiology 2003

Vrste imunoglobulinov

J chain

IgM – pentamer iz enot IgM

Fagocitoza virusa, vezanega na protitelo, z makrofagom

Fc receptor

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Vezava antigena na IgG – inducirano prilagajanje → visoka afiniteta

PL

LPKd

PL

LPKd

PL

LPKd

P + L ↔ PL P, protein/protiteloL, ligand/antigenPL, kompleks protein.ligandKd, disociacijska konstanta komplesa PL, vredsnosti 10-9 M

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Od kod prepoznavanje velikega števila antigenov? Nastanek lahke verige člveškega IgG z rekombinacijo/prerazporeditvijo odsekov genov V in J

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Analitske tehnike z uporabo protiteles

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Ločitev specifičnih proteinov s kolonsko kromatografijo na osnovi interakcij antigen-protitelo

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Analitska tehnika ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)

•Monoklonska protitelesa•Poliklonska protitelesa

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Ločitev proteinov z elektroforezo in prenos na nitrocelulozo, prepojeno s protitelesi na specifičen

antigen (angl. immunoblot)