"Immunoglobulin" beralih ke halaman ini. Untuk keluarga imunoglobulin, lihat superfamili Immunoglobulin. "Antibodi" beralih ke halaman ini. Untuk film, lihat Antibodi (film).     Setiap antibodi mengikat pada antigen spesifik; interaksi mirip dengan kunci dan kunci. Antibodi, juga dikenal sebagai imunoglobulin sebuah, adalah protein berbentuk Y yang besar yang dihasilkan oleh sel-B yang digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk mengidentifikasi dan menetralisir benda asing seperti bakteri dan virus. Antibodi mengakui bagian unik dari target asing, yang disebut antigen. [1] [2] Setiap ujung "Y" dari antibodi berisi paratope (struktur analog dengan kunci) yang khusus untuk satu epitop tertentu ( sama analog dengan kunci) pada antigen, yang memungkinkan kedua struktur untuk mengikat bersama-sama dengan presisi. Dengan menggunakan mekanisme yang mengikat, antibodi dapat menandai suatu mikroba atau sel yang terinfeksi untuk serangan oleh bagian lain dari sistem kekebalan tubuh, atau dapat menetralkan target langsung (misalnya, dengan memblokir bagian dari mikroba yang sangat penting untuk invasi dan kelangsungan hidup ). Produksi antibodi adalah fungsi utama dari sistem kekebalan humoral [3]. Antibodi diproduksi oleh tipe sel darah putih yang disebut sel plasma. Antibodi dapat terjadi dalam dua bentuk fisik, bentuk larut yang disekresikan dari sel, dan bentuk yang terikat membran yang melekat pada permukaan sel B dan disebut sebagai reseptor sel B (BCR). BCR ini hanya ditemukan pada permukaan sel B dan memfasilitasi aktivasi sel-sel dan diferensiasi selanjutnya mereka menjadi baik pabrik antibodi yang disebut sel plasma, atau sel B memori yang akan bertahan dalam tubuh dan ingat bahwa antigen yang sama sehingga sel-sel B dapat merespon lebih cepat pada paparan di masa depan. [4] Dalam kebanyakan kasus, interaksi dari sel B dengan sel T pembantu diperlukan untuk menghasilkan aktivasi lengkap dari sel B dan, oleh karena itu, antibodi generasi setelah mengikat antigen [5] antibodi larut. dilepaskan ke dalam cairan darah dan jaringan, serta sekresi banyak untuk terus melakukan survei untuk menyerang mikroorganisme. Antibodi adalah glikoprotein milik superfamili imunoglobulin; antibodi imunoglobulin syarat dan sering digunakan secara bergantian [6] Antibodi biasanya terbuat dari struktur dasar unit-masing dengan dua rantai berat besar dan dua rantai ringan kecil.. Ada beberapa jenis rantai berat antibodi, dan beberapa jenis antibodi, yang dikelompokkan ke dalam isotypes berbeda berdasarkan rantai berat yang mereka miliki. Lima isotypes antibodi yang berbeda diketahui pada mamalia, yang melakukan peran yang berbeda, dan membantu mengarahkan respon imun yang tepat untuk setiap jenis yang berbeda dari benda asing yang mereka hadapi. [7] Meskipun struktur umum dari semua antibodi sangat mirip, sebuah daerah kecil di ujung protein sangat bervariasi, yang memungkinkan jutaan antibodi dengan struktur ujung yang sedikit berbeda, atau situs antigen mengikat, ada. Wilayah ini dikenal sebagai daerah hipervariabel. Masing-masing varian dapat mengikat target yang berbeda, yang dikenal sebagai antigen [1]. Ini keragaman besar antibodi memungkinkan sistem kekebalan untuk mengenali berbagai macam antigen sama [6] Jumlah penduduk yang besar dan beragam antibodi yang dihasilkan oleh. kombinasi acak dari satu set segmen gen yang menyandi antigen situs yang berbeda mengikat (atau paratopes), diikuti oleh mutasi acak di daerah ini dari gen antibodi, yang membuat keragaman lebih lanjut [7]. [8] gen Antibodi juga mengatur kembali dalam proses yang disebut perpindahan kelas yang mengubah dasar rantai berat ke yang lain,

menciptakan isotipe yang berbeda dari antibodi yang mempertahankan wilayah antigen variabel tertentu. Hal ini memungkinkan antibodi tunggal untuk digunakan oleh beberapa bagian yang berbeda dari sistem kekebalan tubuh. Isi  [Sembunyikan] • 1 Formulir • 2 Isotypes • 3 Struktur o 3,1 domain Imunoglobulin o rantai 3,2 Berat o 3,3 Cahaya rantai o 3,4 CDRs, Fv, Fab Fc dan Daerah • 4 Fungsi o 4,1 Aktivasi komplemen o 4,2 Aktivasi sel efektor o 4,3 Alam antibodi • 5 Imunoglobulin keragaman o 5,1 Domain variabilitas o 5,2 V (D) J rekombinasi o 5,3 somatik hypermutation dan pematangan afinitas o 5,4 Kelas beralih o 5,5 Affinity sebutan • 6 Medis aplikasi o 6.1 Penyakit diagnosis dan terapi o terapi 6,2 Prenatal • 7 Penelitian aplikasi • 8 Struktur prediksi • 9 Sejarah • 10 Lihat pula • 11 Referensi • 12 Pranala luar

[Sunting] Bentuk Imunoglobulin permukaan (Ig) melekat ke membran sel B efektor menurut wilayah transmembran, sedangkan antibodi adalah bentuk dikeluarkan dari Ig dan tidak memiliki wilayah trans membran sehingga antibodi dapat disekresikan ke dalam aliran darah dan rongga tubuh. Akibatnya, permukaan Ig dan antibodi adalah sama kecuali untuk daerah transmembran. Oleh karena itu, mereka dianggap dua bentuk antibodi: bentuk larut atau yang terikat membran bentuk (Parham 21-22). Bentuk yang terikat membran dari antibodi dapat disebut imunoglobulin permukaan (SIG) atau membran imunoglobulin (MIG). Ini adalah bagian dari reseptor sel B (BCR), yang memungkinkan sel B untuk mendeteksi ketika antigen tertentu ada di dalam tubuh dan memicu aktivasi sel B. [9] BCR ini terdiri dari permukaan-terikat IgD atau antibodi IgM dan terkait Ig-α dan β-Ig heterodimer, yang mampu transduksi sinyal [10]. Sebuah sel B khas manusia akan memiliki 50.000 sampai 100.000 antibodi terikat permukaannya. [10] Setelah mengikat antigen, mereka mengelompokkan di patch besar, yang dapat melebihi 1 mikrometer dengan

diameter, pada rakit lipid yang mengisolasi BCRs dari sebagian reseptor sel lain sinyal [10]. Patch ini dapat meningkatkan efisiensi dari respon imun seluler. [11] Pada manusia, permukaan sel kosong di sekitar B sel reseptor untuk beberapa ribu angstrom, [12] yang selanjutnya mengisolasi BCRs dari pengaruh bersaing. [Sunting] Isotypes Antibodi isotypes mamalia Nama Jenis Keterangan Kompleks Antibodi IgA 2 Ditemukan di daerah mukosa, seperti usus, saluran pernapasan dan saluran urogenital, dan mencegah kolonisasi oleh patogen. [13] Juga ditemukan dalam air liur, air mata, dan air susu ibu. IgD 1 Fungsi terutama sebagai reseptor antigen pada sel B yang belum terkena antigen [14]. Telah ditunjukkan untuk mengaktifkan basofil dan sel mast untuk menghasilkan faktor antimikroba. [15]

IgE 1 Mengikat terhadap alergen dan memicu pelepasan histamin dari sel mast dan basofil, dan terlibat dalam alergi. Juga melindungi terhadap cacing parasit [3].

IgG 4 Dalam empat bentuk, menyediakan mayoritas berbasis antibodi kekebalan terhadap patogen yang menyerang [3]. Antibodi hanya mampu melintasi plasenta untuk memberikan kekebalan pasif pada janin. IgM 1 Disajikan pada permukaan sel B (monomer) dan dalam bentuk yang disekresikan (pentamer) dengan aviditas sangat tinggi. Menghilangkan patogen dalam tahap awal dimediasi sel B (humoral) imunitas sebelum ada IgG cukup [3] [14].

Antibodi bisa datang dalam varietas yang berbeda yang dikenal sebagai isotypes atau kelas. Pada mamalia plasenta ada isotypes antibodi lima dikenal sebagai IgA, IgD, IgE, IgG dan IgM. Mereka masing-masing bernama dengan awalan "Ig" yang berdiri untuk imunoglobulin, nama lain untuk antibodi, dan berbeda dalam sifat biologis mereka, lokasi fungsional dan kemampuan untuk menghadapi antigen yang berbeda, seperti yang digambarkan dalam tabel [16]. Para isotipe antibodi dari perubahan sel B selama pengembangan sel dan aktivasi. Sel B dewasa, yang belum pernah terkena antigen, dikenal sebagai sel B naif dan mengekspresikan hanya isotipe IgM dalam bentuk permukaan sel terikat. Sel B mulai mengungkapkan IgM dan IgD baik ketika mereka mencapai kedewasaan-co-ekspresi kedua isotypes imunoglobulin membuat 'matang' sel B dan siap untuk merespon antigen [17] B aktivasi sel berikut keterlibatan sel. Antibodi terikat molekul dengan antigen, menyebabkan sel untuk membelah dan berdiferensiasi menjadi sel antibodi memproduksi disebut sel plasma. Dalam bentuk diaktifkan, sel B mulai memproduksi antibodi dalam bentuk yang disekresikan daripada bentuk yang terikat membran. Sel anak Beberapa sel B aktif menjalani beralih isotipe, mekanisme yang menyebabkan produksi antibodi untuk mengubah dari IgM atau IgD ke isotypes antibodi lainnya, IgE, IgA atau IgG, yang mempunyai peran dalam sistem kekebalan tubuh.

[Sunting] Struktur Antibodi adalah berat (~ 150 kDa) protein plasma bulat. Mereka rantai gula ditambahkan ke beberapa residu asam amino mereka. [18] Dengan kata lain, antibodi adalah glikoprotein. Unit fungsional dasar dari setiap antibodi adalah imunoglobulin (Ig) monomer (yang hanya berisi satu unit Ig); antibodi disekresikan juga dapat dimer dengan dua unit Ig seperti IgA, tetrameric dengan empat unit Ig seperti IgM ikan teleost, atau pentameric dengan lima unit Ig, seperti IgM mamalia [19].     Beberapa domain imunoglobulin membentuk dua rantai berat (merah dan biru) dan dua rantai ringan (hijau dan kuning) dari antibodi. Domain imunoglobulin terdiri dari antara 7 (untuk domain konstan) dan 9 (untuk domain variabel) β-helai. Bagian variabel dari antibodi adalah daerah V, dan bagian konstan adalah wilayah C yang dimilikinya. [Sunting] domain Imunoglobulin Monomer Ig adalah "Y" berbentuk molekul yang terdiri dari empat rantai polipeptida; dua rantai berat identik dan dua rantai ringan identik terhubung dengan ikatan disulfida [16] Setiap rantai terdiri dari domain struktural yang disebut domain imunoglobulin.. Domain ini mengandung sekitar 70-110 asam amino dan diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori (misalnya, variabel atau IGV, dan konstan atau IGC) sesuai dengan ukuran dan fungsi [20] Mereka memiliki lipatan imunoglobulin khas. Di mana dua lembar beta menciptakan "sandwich" bentuk, yang diselenggarakan bersama oleh interaksi antara sistein dilestarikan dan asam amino bermuatan. [Sunting] Berat rantai Untuk rincian lebih lanjut tentang topik ini, lihat rantai Imunoglobulin berat. Ada lima jenis rantai Ig mamalia berat dilambangkan dengan huruf Yunani: α, δ, ε, γ, dan μ [1] Jenis hadir rantai berat mendefinisikan kelas antibodi; rantai ini ditemukan di IgA, IgD,. . IgE, IgG, IgM dan antibodi, masing-masing [6] rantai berat Berbeda berbeda dalam ukuran dan komposisi;. α dan γ mengandung sekitar 450 asam amino, sedangkan μ dan ε memiliki sekitar 550 asam amino [1]     1. Fab wilayah 2. Fc wilayah 3. Berat rantai (biru) dengan satu variabel (VH) domain diikuti dengan domain konstan (CH1), sebuah daerah engsel, dan dua lebih konstan (CH2 dan CH3) domain. 4. Cahaya rantai (hijau) dengan satu variabel (VL) dan satu konstan (CL) domain 5. Antigen mengikat situs (paratope) 6. Bergantung daerah. Pada burung, antibodi serum utama, juga ditemukan dalam kuning telur, disebut IgY. Hal ini sangat berbeda dengan IgG mamalia. Namun, dalam beberapa literatur lama dan bahkan di beberapa website komersial hidup produk ilmu itu masih disebut "IgG", yang tidak benar dan dapat membingungkan. Setiap rantai berat memiliki dua daerah, daerah konstan dan daerah variabel. Wilayah konstan identik di semua antibodi dari isotipe yang sama, tetapi berbeda dalam antibodi dari isotypes berbeda. Berat rantai γ, α dan delta memiliki wilayah konstan terdiri dari tiga tandem (dalam

baris) domain Ig, dan wilayah engsel untuk fleksibilitas ditambahkan;. [16] berat rantai μ dan ε memiliki wilayah konstan terdiri dari empat domain imunoglobulin [ 1] Wilayah variabel dari rantai berat berbeda dalam antibodi yang diproduksi oleh sel B yang berbeda, tetapi adalah sama untuk semua antibodi yang diproduksi oleh sel B tunggal atau klon sel B. Wilayah variabel dari masing-masing rantai berat adalah sekitar 110 asam amino panjang dan terdiri dari sebuah domain Ig tunggal. [Sunting] rantai Cahaya Untuk rincian lebih lanjut tentang topik ini, lihat rantai Imunoglobulin cahaya. Pada mamalia ada dua jenis rantai imunoglobulin cahaya, yang disebut lambda (λ) dan kappa (κ) [1] Sebuah rantai cahaya memiliki dua domain yang berurutan:. Satu domain konstan dan satu domain variabel. Perkiraan lama rantai cahaya adalah 211-217 asam amino [1] antibodi Setiap berisi dua rantai ringan yang selalu identik;. Hanya satu jenis rantai ringan, atau κ λ, hadir per antibodi pada mamalia. Jenis lain dari rantai ringan, seperti rantai (ι) sedikitpun, ditemukan dalam vertebrata yang lebih rendah seperti Chondrichthyes dan Teleostei. [Sunting] CDRs, Fv, Fab Fc dan Daerah Beberapa bagian dari antibodi memiliki fungsi yang unik. Lengan Y, misalnya, berisi situs yang dapat mengikat dua antigen (dalam identik umum) dan, karenanya, mengenali benda asing tertentu. Daerah ini antibodi disebut Fab (fragmen, mengikat antigen) wilayah. Ini terdiri dari satu domain variabel konstan dan satu dari setiap rantai berat dan ringan dari antibodi. [21] paratope ini berbentuk pada akhir terminal amino dari monomer antibodi oleh variabel dari domain rantai berat dan ringan. Situs variabel juga disebut sebagai wilayah FV dan merupakan wilayah paling penting untuk mengikat antigen. Lebih khusus, loop variabel β-helai, tiga masing-masing lampu (VL) dan berat (VH) rantai bertanggung jawab untuk mengikat antigen. Loop ini disebut sebagai saling melengkapi penentuan daerah (CDR). Struktur ini CDRs telah berkerumun dan digolongkan oleh Chotia dkk. [22] dan baru-baru Utara dkk [23] Dalam rangka teori jaringan kekebalan tubuh., CDRs juga disebut idiotypes. Menurut teori jaringan kekebalan tubuh, sistem imun adaptif diatur oleh interaksi antara idiotypes. Dasar Y berperan dalam modulasi aktivitas sel kekebalan tubuh. Wilayah ini disebut Fc (Fragment, crystallizable) wilayah, dan terdiri dari dua rantai berat yang berkontribusi dua atau tiga domain konstan tergantung pada kelas antibodi. [1] Dengan demikian, wilayah Fc memastikan bahwa setiap antibodi menghasilkan sesuai imun respon untuk antigen tertentu, dengan mengikat kelas tertentu dari reseptor Fc, dan molekul kekebalan lainnya, seperti protein komplemen. Dengan melakukan ini, ia menengahi efek fisiologis yang berbeda termasuk pengakuan partikel opsonized, lisis sel, dan degranulasi sel mast, basofil dan eosinofil [16]. [24] [Sunting] Fungsi Informasi lebih lanjut: Sistem kekebalan tubuh Activated sel B berdiferensiasi menjadi baik memproduksi antibodi sel yang disebut sel plasma yang mensekresi antibodi larut atau sel memori yang bertahan dalam tubuh selama bertahun-tahun sesudahnya untuk memungkinkan sistem kekebalan tubuh untuk mengingat antigen dan merespon lebih cepat pada paparan di masa depan. [25] Pada tahap prenatal dan bayi hidup, adanya antibodi disediakan oleh imunisasi pasif dari ibu. Awal produksi antibodi endogen bervariasi untuk berbagai jenis antibodi, dan biasanya muncul dalam tahun pertama kehidupan. Karena antibodi ada secara bebas dalam aliran darah, mereka dikatakan menjadi bagian dari sistem kekebalan humoral. Beredar antibodi diproduksi oleh sel B klonal yang secara khusus menanggapi hanya satu antigen (contoh adalah sebuah fragmen

protein kapsid virus). Antibodi berkontribusi kekebalan dalam tiga cara: mereka mencegah patogen memasuki atau merusak sel dengan cara mengikat mereka, mereka merangsang penghilangan patogen oleh makrofag dan sel lain dengan melapisi patogen, dan mereka memicu penghancuran patogen dengan merangsang respon imun lainnya seperti melengkapi jalur. [26]     Pemeriksaan IgM mamalia disekresikan memiliki lima unit Ig. Setiap unit Ig (label 1) memiliki dua daerah epitop Fab mengikat, sehingga IgM mampu mengikat hingga 10 epitop. [Sunting] Aktivasi komplemen Antibodi yang mengikat ke permukaan antigen pada, misalnya, bakteri menarik komponen pertama dari kaskade komplemen dengan wilayah Fc mereka dan memulai aktivasi sistem "klasik" pelengkap [26]. Hal ini menyebabkan pembunuhan bakteri dalam dua cara. [3] Pertama, pengikatan molekul antibodi dan komplemen menandai mikroba untuk konsumsi oleh fagosit dalam proses yang disebut opsonisasi, ini fagosit tertarik oleh molekul pelengkap tertentu yang dihasilkan dalam kaskade komplemen. Kedua, komponen pelengkap beberapa sistem membentuk kompleks serangan membran untuk membantu antibodi untuk membunuh bakteri secara langsung. [27] [Sunting] Aktivasi sel efektor Untuk melawan patogen yang meniru luar sel, antibodi mengikat patogen untuk menghubungkan mereka bersama-sama, menyebabkan mereka untuk mengaglutinasi. Karena antibodi memiliki setidaknya dua paratopes bisa mengikat lebih dari satu antigen dengan epitop identik mengikat dilakukan pada permukaan antigen tersebut. Dengan lapisan patogen, antibodi merangsang fungsi efektor terhadap patogen dalam sel yang mengenali wilayah Fc mereka. [3] Sel-sel yang mengenali patogen dilapisi memiliki reseptor Fc yang, seperti namanya, berinteraksi dengan wilayah Fc dari antibodi IgA, IgG, dan IgE. Keterlibatan antibodi tertentu dengan reseptor Fc pada sel tertentu memicu fungsi efektor sel itu; fagosit akan phagocytose, sel mast dan neutrofil akan degranulate, sel-sel pembunuh alami akan melepaskan sitokin dan molekul sitotoksik; yang pada akhirnya akan menghasilkan kehancuran mikroba menyerang. Reseptor Fc adalah isotipe-spesifik, yang memberikan fleksibilitas yang lebih besar untuk sistem kekebalan tubuh, invoking hanya mekanisme kekebalan tubuh yang sesuai untuk patogen yang berbeda [1]. [Sunting] antibodi Alam Manusia dan primata tingkat tinggi juga menghasilkan "antibodi alami" yang hadir dalam serum sebelum infeksi virus. Antibodi alami telah didefinisikan sebagai antibodi yang diproduksi tanpa, vaksinasi paparan infeksi sebelumnya, antigen asing lainnya atau imunisasi pasif. Antibodi ini dapat mengaktifkan komplemen jalur klasik yang menyebabkan lisis partikel virus menyelimuti jauh sebelum respon imun adaptif diaktifkan. Antibodi alami banyak ditujukan terhadap α galaktosa disakarida (1,3)-galaktosa (α-Gal), yang ditemukan sebagai gula terminal pada protein permukaan sel glikosilasi, dan dihasilkan dalam menanggapi produksi gula ini dengan bakteri yang terkandung dalam usus manusia [28]. Penolakan organ xenotransplantated dianggap, sebagian, hasil antibodi alami yang beredar di serum penerima mengikat α-Gal antigen yang diekspresikan pada jaringan donor. [29] [Sunting] keragaman Imunoglobulin Hampir semua mikroba dapat memicu respon antibodi. Pengakuan sukses dan pemberantasan

berbagai jenis mikroba memerlukan perbedaan di antara antibodi; komposisi asam aminonya bervariasi yang memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan antigen yang berbeda [30] Diperkirakan bahwa manusia menghasilkan sekitar 10 miliar antibodi yang berbeda, masing-masing mampu mengikat. epitop antigen yang berbeda [31]. Meskipun repertoar besar antibodi yang berbeda dihasilkan dalam satu individu, jumlah gen yang tersedia untuk membuat protein ini dibatasi oleh ukuran genom manusia. Beberapa mekanisme genetik yang kompleks telah berevolusi yang memungkinkan sel B vertebrata untuk menghasilkan kolam beragam antibodi dari jumlah yang relatif kecil gen antibodi. [32] [Sunting] variabilitas Domain     Saling melengkapi penentuan daerah dari rantai berat yang ditampilkan dalam warna merah (PDB 1IGT) Wilayah (lokus) dari kromosom yang mengkode antibodi besar dan mengandung gen yang berbeda untuk setiap beberapa domain dari lokus-antibodi yang mengandung gen rantai berat (igh @) ditemukan pada kromosom 14, dan lokus yang mengandung lambda dan kappa cahaya gen rantai (IGL @ dan @ IGK) ditemukan pada kromosom 22 dan 2 pada manusia. Salah satu domain ini disebut domain variabel, yang hadir di setiap rantai berat dan ringan setiap antibodi, tetapi dapat berbeda dalam antibodi yang berbeda yang dihasilkan dari sel B yang berbeda. Perbedaan, antara domain variabel, terletak pada tiga loop yang dikenal sebagai daerah hipervariabel (HV-1, HV-2 dan HV-3) atau wilayah saling melengkapi menentukan (CDR1, CDR2 dan CDR3). CDRs didukung dalam domain variabel oleh daerah kerangka kekal. Lokus rantai berat mengandung sekitar 65 gen domain yang berbeda bahwa semua variabel berbeda dalam CDRs mereka. Menggabungkan gen ini dengan berbagai gen untuk domain lainnya dari antibodi menghasilkan kavaleri besar antibodi dengan tingkat tinggi variabilitas. Kombinasi ini disebut V (D) rekombinasi J dibahas di bawah. [33] [Sunting] V (D) J rekombinasi Untuk rincian lebih lanjut tentang topik ini, lihat V (D) rekombinasi J.     Sederhana gambaran dari V (D) rekombinasi J rantai imunoglobulin berat Rekombinasi somatik dari immunoglobulin, juga dikenal sebagai V (D) rekombinasi J, melibatkan generasi dari daerah variabel imunoglobulin unik. Wilayah variabel dari masing-masing rantai imunoglobulin berat atau ringan dikodekan dalam beberapa potongan-dikenal sebagai segmen gen. Segmen tersebut disebut variabel (V), keragaman (D) dan bergabung (J) segmen [32]. V, D dan J segmen ditemukan dalam rantai Ig berat, tapi hanya V dan J segmen ditemukan dalam rantai Ig cahaya. Beberapa salinan dari segmen gen V, D dan J ada, dan tandem diatur dalam genom mamalia. Di sumsum tulang, setiap sel B berkembang akan merakit sebuah wilayah imunoglobulin variabel dengan secara acak memilih dan menggabungkan satu V, satu D dan satu J segmen gen (atau satu V dan satu segmen J dalam rantai cahaya). Karena ada beberapa salinan dari setiap jenis segmen gen, dan kombinasi yang berbeda dari segmen gen dapat digunakan untuk menghasilkan setiap wilayah imunoglobulin variabel, proses ini menghasilkan sejumlah besar antibodi, masing-masing dengan paratopes berbeda, dan dengan demikian kekhususan antigen yang berbeda. [7 ] Setelah sel B menghasilkan gen imunoglobulin fungsional selama V (D) rekombinasi J, tidak dapat mengekspresikan setiap wilayah variabel lainnya (proses yang dikenal sebagai

pengecualian alelik) sehingga setiap sel B dapat menghasilkan antibodi yang hanya berisi satu jenis rantai variabel [1]. [34] [Sunting] somatik hypermutation dan pematangan afinitas Untuk rincian lebih lanjut tentang topik ini, lihat hypermutation somatik dan pematangan afinitas Setelah aktivasi dengan antigen, sel B mulai berkembang biak dengan cepat. Dalam sel-sel membelah dengan cepat, gen pengkodean domain variabel rantai berat dan ringan menjalani tingkat tinggi mutasi titik, dengan proses yang disebut somatik hypermutation (SHM). Hasil SHM di sekitar satu perubahan nukleotida per gen variabel, per pembelahan sel [8] Sebagai akibatnya., Sel anak B apapun akan mendapatkan perbedaan asam amino sedikit dalam domain variabel rantai antibodi mereka. Ini berfungsi untuk meningkatkan keragaman dari kolam antibodi dan dampak antigen mengikat afinitas antibodi itu. [35] Beberapa mutasi titik akan menghasilkan produksi antibodi yang memiliki interaksi lemah (afinitas rendah) dengan antigen mereka daripada antibodi asli, dan beberapa mutasi akan menghasilkan antibodi dengan interaksi kuat (afinitas tinggi) [36]. B sel-sel yang mengekspresikan antibodi afinitas tinggi pada permukaannya akan menerima sinyal yang kuat bertahan hidup selama interaksi dengan sel lain, sedangkan mereka dengan antibodi afinitas rendah tidak akan, dan akan mati oleh apoptosis [36]. Dengan demikian, B sel mengekspresikan antibodi dengan afinitas tinggi untuk antigen akan outcompete mereka dengan afinitas lemah untuk fungsi dan kelangsungan hidup. Proses menghasilkan antibodi dengan afinitas pengikatan peningkatan disebut pematangan afinitas. Pematangan afinitas terjadi pada sel B dewasa setelah V (D) rekombinasi J, dan tergantung pada bantuan dari sel T pembantu. [37]     Mekanisme rekombinasi kelas switch yang memungkinkan isotipe switching dalam sel diaktifkan B [Sunting] Kelas beralih Isotipe atau beralih kelas adalah proses biologis yang terjadi setelah aktivasi sel B, yang memungkinkan sel untuk memproduksi berbagai kelas antibodi (IgA, IgE, atau IgG) [7]. Kelas-kelas yang berbeda dari antibodi, dan dengan demikian fungsi efektor, adalah ditentukan oleh (C) daerah konstan dari rantai imunoglobulin berat. Awalnya, sel B naif mengekspresikan hanya permukaan sel IgM dan IgD dengan daerah antigen identik mengikat. Isotipe Setiap disesuaikan untuk fungsi yang berbeda, oleh karena itu, setelah aktif, sebuah antibodi dengan IgG, IgA, IgE atau fungsi efektor mungkin diperlukan untuk secara efektif menghilangkan antigen. Beralih Kelas memungkinkan sel anak yang berbeda dari sel B yang sama diaktifkan untuk memproduksi antibodi dari isotypes berbeda. Hanya wilayah konstan perubahan antibodi rantai berat selama perpindahan kelas; daerah variabel, dan karena kekhususan antigen, tetap tidak berubah. Dengan demikian keturunan sel B tunggal dapat memproduksi antibodi, semua khusus untuk antigen yang sama, tetapi dengan kemampuan untuk menghasilkan fungsi efektor yang tepat untuk setiap tantangan antigenik. Beralih Kelas dipicu oleh sitokin;. Yang isotipe dihasilkan tergantung pada sitokin yang hadir dalam lingkungan sel B [38] Beralih Kelas terjadi pada lokus gen rantai berat dengan mekanisme yang disebut kelas saklar rekombinasi (CSR). Mekanisme ini bergantung pada motif nukleotida kekal, yang disebut switch (S) daerah, ditemukan dalam DNA hulu dari setiap gen wilayah konstan (kecuali dalam rantai δ-). Untai DNA rusak oleh aktivitas dari serangkaian enzim di dua dipilih S-wilayah [39]

[40]. Para ekson domain variabel bergabung kembali melalui proses yang disebut non-homolog akhir bergabung (NHEJ) ke wilayah konstan yang diinginkan ( γ, α atau ε). Proses ini menghasilkan suatu gen imunoglobulin yang mengkodekan antibodi dari isotipe yang berbeda. [41] [Sunting] Affinity sebutan Sekelompok antibodi dapat disebut monovalen (atau spesifik) jika mereka memiliki afinitas untuk epitop yang sama, [42] atau untuk antigen yang sama [43] (tapi epitop berpotensi berbeda pada molekul), atau untuk strain yang sama mikroorganisme [ 43] (tapi antigen potensial yang berbeda pada atau di dalamnya). Sebaliknya, sekelompok antibodi dapat disebut polivalen (atau tidak spesifik) jika mereka memiliki afinitas untuk berbagai antigen [44] atau mikroorganisme [44]. Imunoglobulin intravena, jika tidak dinyatakan lain, terdiri dari IgG polivalen. Sebaliknya, antibodi monoklonal adalah monovalen untuk epitop yang sama. [Sunting] Aplikasi Medis [Sunting] Penyakit diagnosis dan terapi Deteksi antibodi tertentu adalah bentuk yang sangat umum dari diagnosa medis, dan aplikasi seperti serologi tergantung pada metode ini. [45] Misalnya, dalam tes biokimia untuk diagnosis penyakit, [46] titer antibodi yang ditujukan terhadap virus Epstein-Barr atau penyakit Lyme diperkirakan dari darah. Jika antibodi tersebut tidak hadir, baik orang tersebut tidak terinfeksi, atau infeksi terjadi waktu yang sangat lama, dan sel B menghasilkan antibodi spesifik memiliki alami membusuk. Dalam imunologi klinis, tingkat kelas individu imunoglobulin diukur dengan nephelometry (atau turbidimetri) mengkarakterisasi profil antibodi pasien [47] Ketinggian di kelas yang berbeda dari imunoglobulin. Kadang-kadang berguna dalam menentukan penyebab kerusakan hati pada pasien yang diagnosis tidak jelas [6] Sebagai contoh, IgA tinggi menunjukkan sirosis alkoholik, IgM tinggi menunjukkan virus hepatitis dan sirosis bilier primer, sedangkan IgG meningkat pada virus hepatitis, hepatitis autoimun dan sirosis.. Gangguan autoimun sering dapat ditelusuri ke antibodi yang mengikat epitop tubuh sendiri, banyak dapat dideteksi melalui tes darah. Antibodi ditujukan terhadap antigen permukaan sel darah merah pada anemia hemolitik imun dimediasi terdeteksi dengan uji Coombs. [48] Tes Coombs juga digunakan untuk skrining antibodi dalam persiapan transfusi darah dan juga untuk skrining antibodi pada wanita antenatal [48] Secara praktis., metode immunodiagnostic beberapa berdasarkan deteksi antigen-antibodi kompleks yang digunakan untuk mendiagnosa penyakit menular, misalnya ELISA, immunofluorescence, Western blot, imunodifusi, immunoelectrophoresis, dan immunoassay magnetik. Antibodi yang diajukan terhadap human chorionic gonadotropin digunakan di lebih dari tes kehamilan counter. Terapi antibodi Target monoklonal digunakan untuk mengobati penyakit seperti rheumatoid arthritis, [49] multiple sclerosis, [50] psoriasis, [51] dan berbagai bentuk kanker termasuk limfoma non-Hodgkin, [52] kanker kolorektal, kanker kepala dan leher dan kanker payudara [53]. Beberapa defisiensi imun, seperti X-linked agammaglobulinemia dan hypogammaglobulinemia, mengakibatkan kurangnya sebagian atau lengkap dari antibodi. [54] Penyakit-penyakit ini sering diobati dengan menginduksi bentuk jangka pendek kekebalan disebut kekebalan pasif. Kekebalan pasif dicapai melalui transfer sudah jadi antibodi dalam bentuk serum manusia atau hewan, imunoglobulin atau antibodi monoklonal dikumpulkan, ke dalam individu yang terkena. [55] [Sunting] terapi Prenatal Rhesus faktor, juga dikenal sebagai Rhesus (RhD) antigen D, adalah antigen ditemukan pada sel darah merah; individu yang Rhesus positif (Rh +) memiliki antigen ini pada sel darah merah mereka dan individu yang Rhesus negatif (Rh-) tidak. Selama persalinan normal,

persalinan trauma atau komplikasi selama kehamilan, darah dari janin dapat memasuki sistem ibu. Dalam kasus ibu yang Rh-yang tidak kompatibel dan anak, darah akibat pencampuran dapat menyadarkan ibu yang Rh-terhadap antigen Rh pada sel darah anak + Rh, menempatkan sisa kehamilan, dan setiap kehamilan berikutnya, beresiko untuk hemolitik penyakit pada bayi baru lahir [56]. Rho (D) antibodi immune globulin yang spesifik untuk antigen Rhesus manusia (RhD) D. [57] Anti-RhD antibodi yang diberikan sebagai bagian dari rejimen pengobatan pralahir untuk mencegah sensitisasi yang mungkin terjadi saat seorang ibu Rhesus negatif memiliki Rhesus- positif janin. Pengobatan seorang ibu dengan Anti-RhD antibodi sebelum dan segera setelah trauma dan pengiriman menghancurkan antigen Rh dalam sistem ibu dari janin. Yang penting, ini terjadi sebelum antigen dapat merangsang sel B ibu untuk "mengingat" antigen Rh dengan menghasilkan sel memori B. Oleh karena itu, sistem humoral kekebalan tubuhnya tidak akan membuat antibodi anti-Rh, dan tidak akan menyerang antigen Rhesus dari bayi saat ini atau berikutnya. Rho (D) pengobatan Globulin imun mencegah sensitisasi yang dapat menyebabkan penyakit Rh, tetapi tidak mencegah atau mengobati penyakit yang mendasari itu sendiri. [57] [Sunting] Penelitian aplikasi     Immunofluorescence gambar dari sitoskeleton eukariotik. Filamen aktin ditampilkan merah, mikrotubulus dalam hijau, dan inti dengan warna biru. Antibodi spesifik diproduksi dengan menyuntikkan antigen ke dalam mamalia, seperti mouse, tikus, kelinci, kambing, domba, atau kuda untuk jumlah besar antibodi. Darah diisolasi dari hewan-hewan mengandung antibodi poliklonal-beberapa antibodi yang mengikat antigen-in sama serum, yang sekarang bisa disebut antiserum. Antigen juga disuntikkan ke ayam untuk generasi antibodi poliklonal dalam kuning telur. [58] Untuk memperoleh antibodi yang spesifik untuk epitop tunggal antigen, antibodi yang mensekresi limfosit yang diisolasi dari hewan dan diabadikan dengan menggabungkan mereka dengan sel kanker line. Sel-sel menyatu disebut hibridoma, dan akan terus tumbuh dan mensekresikan antibodi dalam budaya. Sel hibridoma tunggal terisolasi dengan kloning pengenceran untuk menghasilkan klon sel yang menghasilkan antibodi semua sama, antibodi ini disebut antibodi monoklonal [59] antibodi poliklonal dan monoklonal sering dimurnikan menggunakan kromatografi Protein A / G atau antigen-afinitas [60].. Dalam penelitian, antibodi dimurnikan digunakan di banyak aplikasi. Mereka yang paling sering digunakan untuk mengidentifikasi dan menemukan protein intraseluler dan ekstraseluler. Antibodi yang digunakan dalam flow cytometry untuk membedakan jenis sel dengan protein yang mereka mengekspresikan;. Berbagai jenis sel mengekspresikan kombinasi yang berbeda dari cluster molekul diferensiasi pada permukaannya, dan memproduksi protein intraseluler dan secretable berbeda [61] Mereka juga digunakan dalam imunopresipitasi untuk protein yang terpisah dan apa-apa terikat kepada mereka (co-imunopresipitasi) dari molekul lain dalam lisat sel, [62] dalam analisis Western blot untuk mengidentifikasi protein dipisahkan dengan elektroforesis, [63] dan dalam imunohistokimia atau imunofluoresensi untuk memeriksa ekspresi protein dalam bagian jaringan atau untuk menemukan protein dalam sel dengan bantuan mikroskop [61]. [64] Protein juga dapat dideteksi dan diukur dengan antibodi, dengan menggunakan teknik ELISA dan ELISPOT. [65] [66] [Sunting] Struktur prediksi Pentingnya antibodi dalam perawatan kesehatan dan industri bioteknologi menuntut

pengetahuan tentang struktur mereka pada resolusi tinggi. Informasi ini digunakan untuk rekayasa protein, memodifikasi afinitas antigen mengikat, dan mengidentifikasi epitop sebuah, dari antibodi yang diberikan. Kristalografi sinar-X adalah salah satu metode yang umum digunakan untuk menentukan struktur antibodi. Namun, mengkristal antibodi sering memakan tenaga dan waktu. Pendekatan komputasi memberikan kristalografi murah dan lebih cepat alternatif, tetapi hasilnya lebih samar-samar karena mereka tidak menghasilkan struktur empiris. Server web online seperti Web Modeling Antibodi (WAM) [67] dan Prediksi Struktur Imunoglobulin (BABI) [68] memungkinkan pemodelan komputasi daerah antibodi variabel. Rosetta Antibodi adalah antibodi FV wilayah struktur novel prediksi server, yang menggabungkan teknik canggih untuk meminimalkan loop CDR dan mengoptimalkan orientasi relatif dari rantai ringan dan berat, serta model homologi yang memprediksi docking sukses antibodi dengan antigen unik mereka. [69 ] [Sunting] Sejarah Lihat juga: Sejarah imunologi Penggunaan pertama dari "antibodi" istilah terjadi dalam sebuah teks oleh Paul Ehrlich. Para Antikörper panjang (kata Jerman untuk antibodi) muncul di akhir artikelnya "Studi Eksperimental pada Imunitas", diterbitkan pada bulan Oktober 1891, yang menyatakan bahwa "jika dua zat menimbulkan dua antikörper berbeda, maka mereka sendiri harus berbeda" [70] Namun, istilah ini tidak diterima segera dan istilah lain beberapa antibodi diusulkan;.. ini Immunkörper disertakan, Amboceptor, Zwischenkörper, zat sensibilisatrice, kopula, Desmon, philocytase, fixateur, dan Immunisin [70] Antibodi kata memiliki analogi resmi kepada antitoksin kata dan konsep yang mirip dengan Immunkörper [70].     Malaikat Barat (2008) oleh Julian Voss-Andreae adalah patung berdasarkan struktur antibodi diterbitkan oleh E. Padlan. [71] Dibuat untuk kampus Florida dari Scripps Research Institute, [72] antibodi ditempatkan ke cincin referensi Vitruvian Man karya Leonardo da Vinci sehingga menyoroti proporsi yang sama dari antibodi dan tubuh manusia [73]. Studi antibodi dimulai pada 1890 ketika Kitasato Shibasaburō dijelaskan aktivitas antibodi terhadap toksin difteri dan tetanus. Kitasato mengedepankan teori imunitas humoral, mengusulkan bahwa mediator dalam serum dapat bereaksi dengan antigen asing. [74] [75] Idenya diminta Paul Ehrlich mengusulkan teori rantai samping untuk antibodi dan interaksi antigen pada 1897, ketika ia hipotesis bahwa reseptor (digambarkan sebagai "rantai samping") pada permukaan sel-sel dapat mengikat secara khusus untuk racun - dalam interaksi "kunci-dan-kunci" -. dan bahwa reaksi ini mengikat adalah pemicu untuk produksi antibodi [76] Lainnya peneliti percaya bahwa antibodi ada secara bebas dalam darah dan, pada 1904, Almroth Wright menyarankan bahwa antibodi larut bakteri dilapisi untuk label mereka untuk fagositosis dan pembunuhan, sebuah proses yang ia beri nama opsoninization [77].     Michael Heidelberger Pada tahun 1920, Michael Heidelberger dan Oswald Avery mengamati bahwa antigen dapat dipicu oleh antibodi dan kemudian menunjukkan bahwa antibodi terbuat dari protein [78]. Sifat biokimia dari interaksi antigen-antibodi mengikat diperiksa secara lebih rinci pada akhir 1930-an oleh John Marrack [79]. Kemajuan utama berikutnya adalah pada tahun 1940, ketika Linus Pauling dikonfirmasi teori kunci-dan-kunci yang diusulkan oleh Ehrlich dengan menunjukkan

bahwa interaksi antara antibodi dan antigen lebih tergantung pada bentuk dari komposisi kimianya. [ 80] Pada tahun 1948, Astrid Fagreaus menemukan bahwa sel B, dalam bentuk sel-sel plasma, yang bertanggung jawab untuk menghasilkan antibodi. [81] Pekerjaan lebih lanjut terkonsentrasi pada karakteristik struktur protein antibodi. Sebuah kemajuan besar dalam studi struktural adalah penemuan di awal tahun 1960 oleh Gerald Edelman dan Yusuf Gally dari rantai cahaya antibodi, [82] dan kesadaran mereka bahwa protein ini sama dengan protein Bence-Jones dijelaskan pada 1845 oleh Henry Bence Jones [83]. Edelman melanjutkan untuk menemukan bahwa antibodi terdiri dari disulfida obligasi terkait rantai berat dan ringan. Sekitar waktu yang sama, antibodi mengikat (Fab) dan antibodi ekor (Fc) daerah IgG dikarakterisasi oleh Rodney Porter. [84] Bersama-sama, para ilmuwan menyimpulkan struktur dan urutan asam amino lengkap IgG, suatu prestasi yang mereka bersama-sama diberikan tahun 1972 Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran [84] Fragmen Fv dibuat dan ditandai oleh David Givol [85] Sementara sebagian besar penelitian awal difokuskan pada IgM dan IgG, isotypes imunoglobulin lainnya diidentifikasi pada tahun 1960:.. Thomas Tomasi menemukan antibodi sekretori (IgA) [86] dan David S. Rowe dan John L. Fahey diidentifikasi IgD, [87] dan IgE diidentifikasi oleh Kimishige Ishizaka dan Teruko Ishizaka sebagai kelas antibodi terlibat dalam reaksi alergi. [88] Genetika studi mengidentifikasi dasar keragaman yang luas dari protein antibodi ketika rekombinasi gen somatik imunoglobulin adalah dengan Susumu Tonegawa pada tahun 1976. [89] [Sunting] Lihat juga • Antibodi mimesis • Anti-mitokondria antibodi • Anti-nuklir antibodi • Kolostrum • ELISA • humoral kekebalan • Imunologi • obat imunosupresif • intravena imunoglobulin (IVIG) • Magnetic immunoassay • Microantibody • monoklonal antibodi • menetralkan antibodi • Sekunder antibodi • Single-domain antibodi • Lereng spektroskopi [Sunting] Referensi 1. ^ A b c d e f g h i j Charles Janeway (2001). Immunobiology. (Ed 5.). Garland Penerbitan. ISBN 0-8153-3642-X. (Teks lengkap elektronik melalui Bookshelf NCBI). 2. ^ Litman GW, Rast JP, Shamblott MJ, Haire RN, Hulst M, Roess W, Litman RT, Hinds-Frey KR, nihil A, Amemiya CT (Januari 1993). "Filogenetik diversifikasi gen imunoglobulin dan repertoar antibodi". Mol. Biol. Evol. 10 (1): 60-72. PMID 8450761. 3. ^ Abcdef Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Imunologi, Infeksi, dan Imunitas. ASM Press. ISBN 1-55581-246-5. 4. ^ Borghesi L, Milcarek C (2006). "Dari sel B ke sel plasma: regulasi rekombinasi V (D) J

dan sekresi antibodi". Immunol. Res. 36 (1-3): 27-32. DOI: 10.1385/IR: ...Baru! Klik kata di atas untuk melihat terjemahan alternatif. Tutup

Google Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar Global

Matikan terjemahan instan Tentang Google Terjemahan Seluler Privasi Bantuan Kirimkan masukan

Antigen adalah zat yang menyebabkan sistem kekebalan tubuh untuk menghasilkan antibodi terhadap itu. Substansi mungkin dari lingkungan atau dibentuk dalam tubuh. Sistem kekebalan tubuh akan membunuh atau menetralisir antigen yang diakui sebagai penyerbu asing dan berpotensi membahayakan. Istilah ini awalnya berasal dari generator antibodi [1] [2] dan merupakan molekul yang mengikat secara khusus untuk antibodi, tetapi istilah sekarang juga mengacu pada setiap molekul atau fragmen molekuler yang dapat terikat oleh major histocompatibility complex (MHC) dan disajikan pada reseptor sel-T [3] "Self" antigen biasanya ditoleransi oleh sistem kekebalan tubuh;. sedangkan "non-self" antigen dapat diidentifikasi sebagai penjajah dan dapat diserang oleh sistem kekebalan tubuh. Imunogen adalah jenis tertentu antigen. Imunogen adalah suatu zat yang dapat memprovokasi respon imun adaptif jika disuntikkan sendiri. [4] Sebuah imunogen mampu merangsang respon kekebalan tubuh, sedangkan antigen mampu menggabungkan dengan produk respon imun

sekali mereka dibuat. Konsep tumpang tindih imunogenisitas dan antigenisitas, oleh karena itu, agak berbeda. Menurut buku teks saat ini: Imunogenisitas adalah kemampuan untuk menginduksi respon imun humoral dan / atau diperantarai sel Antigenisitas adalah kemampuan untuk menggabungkan khusus dengan produk akhir dari respon kekebalan tubuh (yaitu disekresikan antibodi dan / atau reseptor permukaan pada T-sel). Meskipun semua molekul yang memiliki sifat imunogenisitas juga memiliki sifat antigenisitas, kebalikannya tidak benar "[5]. Pada tingkat molekuler, antigen ini ditandai dengan kemampuannya untuk "terikat" di lokasi antigen-pengikatan antibodi. Perhatikan juga bahwa antibodi cenderung membedakan antara struktur molekul tertentu disajikan pada permukaan antigen (seperti digambarkan pada Gambar tersebut). Antigen biasanya protein atau polisakarida. Ini termasuk bagian (mantel, kapsul, dinding sel, flagela, fimbrae, dan racun) dari bakteri, virus, dan mikroorganisme lainnya. Lipid dan asam nukleat antigenik hanya bila dikombinasikan dengan protein dan polisakarida. Non-mikroba eksogen (non-self) antigen dapat mencakup serbuk sari, putih telur, dan protein dari jaringan dan organ yang ditransplantasikan atau pada permukaan sel darah ditransfusikan. Vaksin adalah contoh antigen imunogenik sengaja diberikan untuk menginduksi kekebalan yang diperoleh di penerima. Sel menyajikan mereka imunogenik-antigen pada sistem kekebalan tubuh melalui molekul histokompatibilitas. Tergantung pada antigen disajikan dan jenis molekul histokompatibilitas, beberapa jenis sel kekebalan tubuh dapat menjadi aktif. Isi  [Sembunyikan] • 1 Terkait konsep • 2 Asal antigen jangka • 3 Asal antigen o 3,1 antigen eksogen o 3,2 antigen endogen o 3,3 autoantigens • 4 Tumor antigen • 5 Kelahiran • 6 antigenik spesifisitas • 7 Lihat juga • 8 Catatan • 9 Pranala luar

[Sunting] konsep Terkait • epitop - Fitur permukaan yang berbeda molekul antigen yang mampu terikat oleh antibodi (determinan antigenik alias). Antigenik molekul, biasanya menjadi "besar" polimer biologis, fitur permukaan biasanya hadir beberapa yang dapat bertindak sebagai titik interaksi untuk antibodi spesifik. Setiap fitur seperti molekul yang berbeda merupakan suatu epitop. Oleh karena itu, antigen yang paling memiliki potensi untuk terikat oleh antibodi yang berbeda beberapa, masing-masing yang spesifik untuk epitop tertentu. Menggunakan "gembok dan kunci" metafora, antigen itu sendiri dapat dilihat sebagai serangkaian kunci - setiap epitop menjadi "kunci" - masing-masing dapat cocok dengan kunci yang berbeda. Berbeda antibodi idiotypes, masing-masing saling melengkapi jelas terbentuk menentukan daerah, sesuai dengan

"kunci" berbagai yang dapat cocok dengan "kunci" (epitop) disajikan pada molekul antigen. • Allergen - Suatu zat dapat menyebabkan reaksi alergi. Reaksi (merugikan) dapat mengakibatkan setelah terpapar melalui injeksi konsumsi,, inhalasi, atau kontak dengan kulit. • superantigen - Sebuah kelas antigen yang menyebabkan non-spesifik aktivasi T-sel, yang mengakibatkan aktivasi sel T dan poliklonal pelepasan sitokin besar. • Tolerogen - Suatu zat yang memanggil non-spesifik respon kekebalan tubuh karena bentuk molekulnya. Jika bentuk molekulnya berubah, tolerogen bisa menjadi sebuah imunogen. • Immunoglobulin mengikat protein - Protein ini mampu mengikat untuk antibodi pada posisi di luar situs antigen mengikat. Artinya, sedangkan antigen adalah "target" antibodi, imunoglobulin protein pengikat "serangan" antibodi. Protein Protein, G, dan protein L adalah contoh dari protein yang sangat mengikat isotypes antibodi berbagai. [Sunting] Asal antigen jangka Pada tahun 1899, Ladislas Deutsch (Laszlo Detre) (1874-1939) bernama zat hipotetis pertengahan antara konstituen bakteri dan antibodi "zat immunogenes ou antigenes". Dia awalnya percaya mereka untuk menjadi prekursor zat antibodi, seperti zymogen adalah prekursor enzim. Tapi, dengan 1903, ia mengerti bahwa antigen menginduksi produksi tubuh kekebalan tubuh (antibodi) dan menulis bahwa antigen kata adalah kontraksi dari "Antisomatogen = Immunkörperbildner". Inggris Oxford Dictionary menunjukkan bahwa konstruksi logis harus "anti (tubuh)-gen". [6] [Sunting] Negara Asal antigen

Baru! Klik kata di atas untuk melihat terjemahan alternatif. TutupGoogle Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat Penerjemah Penerjemah Situs Web Peluang Pasar

GlobalMatikan terjemahan instan Tentang Google Terjemahan Seluler Privasi Bantuan Kirimkan masukan

An antigen is any substance that causes the immune system to produce antibodies against it. The substance may be from the environment or formed within the body. The immune system will kill or neutralize any antigen that is recognized as a foreign and potentially harmful invader. The term originally came from antibody generator[1][2] and was a molecule that binds specifically to an antibody, but the term now also refers to any molecule or molecular fragment that can be bound by a major histocompatibility complex (MHC) and presented to a T-cell receptor.[3] "Self" antigens are usually tolerated by the immune system; whereas "Non-self" antigens can be identified as invaders and can be attacked by the immune system.

An immunogen is a specific type of antigen. An immunogen is a substance that is able to provoke an adaptive immune response if injected on its own.[4] An immunogen is able to induce an immune response, whereas an antigen is able to combine with the products of an immune response once they are made. The overlapping concepts of immunogenicity and antigenicity are, therefore, subtly different. According to a current textbook:

Immunogenicity is the ability to induce a humoral and/or cell-mediated immune response

Antigenicity is the ability to combine specifically with the final products of the immune response (i.e. secreted antibodies and/or surface receptors on T-cells). Although all molecules

that have the property of immunogenicity also have the property of antigenicity, the reverse is not true."[5]

At the molecular level, an antigen is characterized by its ability to be "bound" at the antigen-binding site of an antibody. Note also that antibodies tend to discriminate between the specific molecular structures presented on the surface of the antigen (as illustrated in the Figure). Antigens are usually proteins or polysaccharides. This includes parts (coats, capsules, cell walls, flagella, fimbrae, and toxins) of bacteria, viruses, and other microorganisms. Lipids and nucleic acids are antigenic only when combined with proteins and polysaccharides. Non-microbial exogenous (non-self) antigens can include pollen, egg white, and proteins from transplanted tissues and organs or on the surface of transfused blood cells. Vaccines are examples of immunogenic antigens intentionally administered to induce acquired immunity in the recipient.

Cells present their immunogenic-antigens to the immune system via a histocompatibility molecule. Depending on the antigen presented and the type of the histocompatibility molecule, several types of immune cells can become activated.

Contents

 [hide] 

1 Related concepts 2 Origin of the term antigen 3 Origin of antigens

o 3.1 Exogenous antigens o 3.2 Endogenous antigens o 3.3 Autoantigens

4 Tumor antigens 5 Nativity 6 Antigenic specificity 7 See also 8 Notes 9 External links

[edit] Related concepts

Epitope - The distinct molecular surface features of an antigen capable of being bound by an antibody (a.k.a. antigenic determinant). Antigenic molecules, normally being "large" biological polymers, usually present several surface features that can act as points of interaction for specific antibodies. Any such distinct molecular feature constitutes an epitope. Therefore, most antigens have the potential to be bound by several distinct antibodies, each of which is specific to a particular epitope. Using the "lock and key" metaphor, the antigen itself can be seen as a string of keys - any epitope

being a "key" - each of which can match a different lock. Different antibody idiotypes, each having distinctly formed complementarity determining regions, correspond to the various "locks" that can match "the keys" (epitopes) presented on the antigen molecule.

Allergen - A substance capable of causing an allergic reaction. The (detrimental) reaction may result after exposure via ingestion, inhalation, injection, or contact with skin.

Superantigen - A class of antigens that cause non-specific activation of T-cells, resulting in polyclonal T cell activation and massive cytokine release.

Tolerogen - A substance that invokes a specific immune non-responsiveness due to its molecular form. If its molecular form is changed, a tolerogen can become an immunogen.

Immunoglobulin binding protein - These proteins are capable of binding to antibodies at positions outside of the antigen-binding site. That is, whereas antigens are the "target" of antibodies, immunoglobulin-binding proteins "attack" antibodies. Protein A, protein G, and protein L are examples of proteins that strongly bind to various antibody isotypes.

[edit] Origin of the term antigen

In 1899, Ladislas Deutsch (Laszlo Detre) (1874–1939) named the hypothetical substances halfway between bacterial constituents and antibodies "substances immunogenes ou antigenes". He originally believed those substances to be precursors of antibodies, just like zymogen is a precursor of an enzyme. But, by 1903, he understood that an antigen induces the production of immune bodies (antibodies) and wrote that the word antigen is a contraction of "Antisomatogen = Immunkörperbildner". The Oxford English Dictionary indicates that the logical construction should be "anti(body)-gen".[6]

[edit] Origin of antigens

Antigens can be classified in order of their class.

[edit] Exogenous antigens

Exogenous antigens are antigens that have entered the body from the outside, for example by inhalation, ingestion, or injection. The immune system's response to exogenous antigens is often subclinical. By endocytosis or phagocytosis, exogenous antigens are taken into the antigen-presenting cells (APCs) and processed into fragments. APCs then present the fragments to T helper cells (CD4+) by the use of class II histocompatibility molecules on their surface. Some T cells are specific for the peptide:MHC complex. They become activated and start to secrete cytokines. Cytokines are substances that can activate cytotoxic T lymphocytes (CTL), antibody-secreting B cells, macrophages, and other particles.

Some antigens start out as exogenous antigens, and later become endogenous (for example, intracellular viruses). Intracellular antigens can be released back into circulation upon the destruction of the infected cell, again.

[edit] Endogenous antigens

Endogenous antigens are antigens that have been generated within previously-normal cells as a result of normal cell metabolism, or because of viral or intracellular bacterial infection. The fragments are then presented on the cell surface in the complex with MHC class I molecules. If activated cytotoxic CD8 + T cells recognize them, the T cells begin to secrete various toxins that cause the lysis or apoptosis of the infected cell. In order to keep the cytotoxic cells from killing cells just for presenting self-proteins, self-reactive T cells are deleted from the repertoire as a result of tolerance (also known as negative selection). Endogenous antigens include xenogenic (heterologous), autologous and idiotypic or allogenic (homologous) antigens.

[edit] Autoantigens

An autoantigen is usually a normal protein or complex of proteins (and sometimes DNA or RNA) that is recognized by the immune system of patients suffering from a specific autoimmune disease. These antigens should, under normal conditions, not be the target of the immune system, but, due to mainly genetic and environmental factors, the normal immunological tolerance for such an antigen has been lost in these patients.

[edit] Tumor antigens

Tumor antigens or neoantigens are[citation needed] those antigens that are presented by MHC I or MHC II molecules on the surface of tumor cells. These antigens can sometimes be presented by tumor cells and never by the normal ones. In this case, they are called tumor-specific antigens (TSAs) and, in general, result from a tumor-specific mutation. More common are antigens that are presented by tumor cells and normal cells, and they are called tumor-associated antigens (TAAs). Cytotoxic T lymphocytes that recognize these antigens may be able to destroy the tumor cells before they proliferate or metastasize.

Tumor antigens can also be on the surface of the tumor in the form of, for example, a mutated receptor, in which case they will be recognized by B cells.

[edit] Nativity

A native antigen is an antigen that is not yet processed by an APC to smaller parts. T cells cannot bind native antigens, but require that they be processed by APCs, whereas B cells can be activated by native ones.

[edit] Antigenic specificity

Antigen(ic) specificity is the ability of the host cells to recognize an antigen specifically as a unique molecular entity and distinguish it from another with exquisite precision. Antigen specificity is due primarily to the side-chain conformations of the antigen. It is a measurement, although the degree of specificity may not be easy to measure, and need not be linear or of the nature of a rate-limited step or equation.[7]

[edit] See also

Epitope Linear epitope Conformational epitope Original antigenic sin Polyclonal B cell response Magnetic immunoassay Priming (immunology)

[edit] Notes

1. ̂ Antibody generator term2. ̂ Guyton and Hall (2006). Textbook of Medical Physiology, 11th edition. Page 440.

Elsevier, Inc. Philadelphia, PA.3. ̂ Parham, Peter. (2009). The Immune System, 3rd Edition, pg. G:2, Garland Science,

Taylor and Francis Group, LLC.4. ̂ Parham, Peter. (2009). The Immune System, 3rd Edition, pg. G:11, Garland Science,

Taylor and Francis Group, LLC.5. ̂ "Kuby Immunology" 6th edition, Macmillan, 2006, pg. 77 ISBN 1429202114,

97814292021146. ̂ Lindenmann, Jean (1984). "Origin of the Terms 'Antibody' and 'Antigen'". Scand. J.

Immunol. 19 (4): 281–5. PMID 6374880. Retrieved 2008-10-31.7. ̂ http://www.steadyhealth.com/encyclopedia/Antigen_specificity

"Immunoglobulin" redirects here. For the immunoglobulin family, see Immunoglobulin superfamily."Antibodies" redirects here. For the film, see Antibodies (film).

Each antibody binds to a specific antigen; an interaction similar to a lock and key.

An antibody, also known as an immunoglobulin, is a large Y-shaped protein produced by B-cells that is used by the immune system to identify and neutralize foreign objects such as bacteria and viruses. The antibody recognizes a unique part of the foreign target, called an antigen.[1][2] Each tip of the "Y" of an antibody contains a paratope (a structure analogous to a lock) that is specific for one particular epitope (similarly analogous to a key) on an antigen, allowing these two structures to bind together with precision. Using this binding mechanism, an antibody can tag a microbe or an infected cell for attack by other parts of the immune system, or can neutralize its target directly (for example, by blocking a part of a microbe that is essential for its invasion and survival). The production of antibodies is the main function of the humoral immune system.[3]

Antibodies are produced by a type of white blood cell called a plasma cell. Antibodies can occur in two physical forms, a soluble form that is secreted from the cell, and a membrane-bound form that is attached to the surface of a B cell and is referred to as the B cell receptor (BCR). The BCR is only found on the surface of B cells and facilitates the activation of these cells and their subsequent differentiation into either antibody factories called plasma cells, or memory B cells that will survive in the body and remember that same antigen so the B cells can respond faster upon future exposure.[4] In most cases, interaction of the B cell with a T helper cell is necessary to produce full activation of the B cell and, therefore, antibody generation following antigen binding.[5] Soluble antibodies are released into the blood and tissue fluids, as well as many secretions to continue to survey for invading microorganisms.

Antibodies are glycoproteins belonging to the immunoglobulin superfamily; the terms antibody and immunoglobulin are often used interchangeably.[6] Antibodies are typically made of basic

structural units—each with two large heavy chains and two small light chains. There are several different types of antibody heavy chains, and several different kinds of antibodies, which are grouped into different isotypes based on which heavy chain they possess. Five different antibody isotypes are known in mammals, which perform different roles, and help direct the appropriate immune response for each different type of foreign object they encounter.[7]

Though the general structure of all antibodies is very similar, a small region at the tip of the protein is extremely variable, allowing millions of antibodies with slightly different tip structures, or antigen binding sites, to exist. This region is known as the hypervariable region. Each of these variants can bind to a different target, known as an antigen.[1] This enormous diversity of antibodies allows the immune system to recognize an equally wide variety of antigens.[6] The large and diverse population of antibodies is generated by random combinations of a set of gene segments that encode different antigen binding sites (or paratopes), followed by random mutations in this area of the antibody gene, which create further diversity.[7][8] Antibody genes also re-organize in a process called class switching that changes the base of the heavy chain to another, creating a different isotype of the antibody that retains the antigen specific variable region. This allows a single antibody to be used by several different parts of the immune system.

Contents

 [hide] 

1 Forms 2 Isotypes 3 Structure

o 3.1 Immunoglobulin domains o 3.2 Heavy chain o 3.3 Light chain o 3.4 CDRs, Fv, Fab and Fc Regions

4 Function o 4.1 Activation of complement o 4.2 Activation of effector cells o 4.3 Natural antibodies

5 Immunoglobulin diversity o 5.1 Domain variability o 5.2 V(D)J recombination o 5.3 Somatic hypermutation and affinity maturation o 5.4 Class switching o 5.5 Affinity designations

6 Medical applications o 6.1 Disease diagnosis and therapy o 6.2 Prenatal therapy

7 Research applications

8 Structure prediction 9 History 10 See also 11 References 12 External links

[edit] Forms

Surface immunoglobulin (Ig) is attached to the membrane of the effector B cells by its transmembrane region, while antibodies are the secreted form of Ig and lack the trans membrane region so that antibodies can be secreted into the bloodstream and body cavities. As a result, surface Ig and antibodies are identical except for the transmembrane regions. Therefore, they are considered two forms of antibodies: soluble form or membrane-bound form (Parham 21-22).

The membrane-bound form of an antibody may be called a surface immunoglobulin (sIg) or a membrane immunoglobulin (mIg). It is part of the B cell receptor (BCR), which allows a B cell to detect when a specific antigen is present in the body and triggers B cell activation.[9] The BCR is composed of surface-bound IgD or IgM antibodies and associated Ig-α and Ig-β heterodimers, which are capable of signal transduction.[10] A typical human B cell will have 50,000 to 100,000 antibodies bound to its surface.[10] Upon antigen binding, they cluster in large patches, which can exceed 1 micrometer in diameter, on lipid rafts that isolate the BCRs from most other cell signaling receptors.[10] These patches may improve the efficiency of the cellular immune response.[11] In humans, the cell surface is bare around the B cell receptors for several thousand ångstroms,[12] which further isolates the BCRs from competing influences.

[edit] Isotypes

Antibody isotypes of mammalsName Types Description Antibody Complexes

IgA 2 Found in mucosal areas, such as the gut, respiratory tract and urogenital tract, and prevents colonization by pathogens.[13]

Also found in saliva, tears, and

breast milk.

IgD 1

Functions mainly as an antigen receptor on B cells that have not been exposed to antigens.[14] It has been shown to activate basophils and mast cells to produce antimicrobial factors.[15]

IgE 1

Binds to allergens and triggers histamine release from mast cells and basophils, and is involved in allergy. Also protects against parasitic worms.[3]

IgG 4 In its four forms, provides the majority of antibody-based immunity against invading pathogens.[3] The only antibody capable of crossing the placenta to give passive immunity to

fetus.

IgM 1

Expressed on the surface of B cells (monomer) and in a secreted form (pentamer) with very high avidity. Eliminates pathogens in the early stages of B cell mediated (humoral) immunity before there is sufficient IgG.[3][14]

Antibodies can come in different varieties known as isotypes or classes. In placental mammals there are five antibody isotypes known as IgA, IgD, IgE, IgG and IgM. They are each named with an "Ig" prefix that stands for immunoglobulin, another name for antibody, and differ in their biological properties, functional locations and ability to deal with different antigens, as depicted in the table.[16]

The antibody isotype of a B cell changes during cell development and activation. Immature B cells, which have never been exposed to an antigen, are known as naïve B cells and express only the IgM isotype in a cell surface bound form. B cells begin to express both IgM and IgD when they reach maturity—the co-expression of both these immunoglobulin isotypes renders the B cell 'mature' and ready to respond to antigen.[17] B cell activation follows engagement of the cell bound antibody molecule with an antigen, causing the cell to divide and differentiate into an antibody producing cell called a plasma cell. In this activated form, the B cell starts to produce antibody in a secreted form rather than a membrane-bound form. Some daughter cells of the activated B cells undergo isotype switching, a mechanism that causes the production of antibodies to change from IgM or IgD to the other antibody isotypes, IgE, IgA or IgG, that have defined roles in the immune system.

[edit] Structure

Antibodies are heavy (~150 kDa) globular plasma proteins. They have sugar chains added to some of their amino acid residues.[18] In other words, antibodies are glycoproteins. The basic functional unit of each antibody is an immunoglobulin (Ig) monomer (containing only one Ig unit); secreted antibodies can also be dimeric with two Ig units as with IgA, tetrameric with four Ig units like teleost fish IgM, or pentameric with five Ig units, like mammalian IgM.[19]

Several immunoglobulin domains make up the two heavy chains (red and blue) and the two light chains (green and yellow) of an antibody. The immunoglobulin domains are composed of between 7 (for constant domains) and 9 (for variable domains) β-strands.

The variable parts of an antibody are its V regions, and the constant part is its C region.

[edit] Immunoglobulin domains

The Ig monomer is a "Y"-shaped molecule that consists of four polypeptide chains; two identical heavy chains and two identical light chains connected by disulfide bonds.[16] Each chain is composed of structural domains called immunoglobulin domains. These domains contain about 70-110 amino acids and are classified into different categories (for example, variable or IgV, and constant or IgC) according to their size and function.[20] They have a characteristic immunoglobulin fold in which two beta sheets create a “sandwich” shape, held together by interactions between conserved cysteines and other charged amino acids.

[edit] Heavy chain

For more details on this topic, see Immunoglobulin heavy chain.

There are five types of mammalian Ig heavy chain denoted by the Greek letters: α, δ, ε, γ, and μ.[1] The type of heavy chain present defines the class of antibody; these chains are found in IgA, IgD, IgE, IgG, and IgM antibodies, respectively.[6] Distinct heavy chains differ in size and composition; α and γ contain approximately 450 amino acids, while μ and ε have approximately 550 amino acids.[1]

1. Fab region2. Fc region3. Heavy chain (blue) with one variable (VH) domain followed by a constant domain (CH1), a hinge region, and two more constant (CH2 and CH3) domains.4. Light chain (green) with one variable (VL) and one constant (CL) domain5. Antigen binding site (paratope)6. Hinge regions.

In birds, the major serum antibody, also found in yolk, is called IgY. It is quite different from mammalian IgG. However, in some older literature and even on some commercial life sciences product websites it is still called "IgG", which is incorrect and can be confusing.

Each heavy chain has two regions, the constant region and the variable region. The constant region is identical in all antibodies of the same isotype, but differs in antibodies of different isotypes. Heavy chains γ, α and δ have a constant region composed of three tandem (in a line) Ig domains, and a hinge region for added flexibility;[16] heavy chains μ and ε have a constant region composed of four immunoglobulin domains.[1] The variable region of the heavy chain differs in antibodies produced by different B cells, but is the same for all antibodies produced by a single B cell or B cell clone. The variable region of each heavy chain is approximately 110 amino acids long and is composed of a single Ig domain.

[edit] Light chain

For more details on this topic, see Immunoglobulin light chain.

In mammals there are two types of immunoglobulin light chain, which are called lambda (λ) and kappa (κ).[1] A light chain has two successive domains: one constant domain and one variable domain. The approximate length of a light chain is 211 to 217 amino acids.[1] Each antibody contains two light chains that are always identical; only one type of light chain, κ or λ, is present per antibody in mammals. Other types of light chains, such as the iota (ι) chain, are found in lower vertebrates like Chondrichthyes and Teleostei.

[edit] CDRs, Fv, Fab and Fc Regions

Some parts of an antibody have unique functions. The arms of the Y, for example, contain the sites that can bind two antigens (in general identical) and, therefore, recognize specific foreign objects. This region of the antibody is called the Fab (fragment, antigen binding) region. It is composed of one constant and one variable domain from each heavy and light chain of the antibody.[21] The paratope is shaped at the amino terminal end of the antibody monomer by the variable domains from the heavy and light chains. The variable domain is also referred to as the FV region and is the most important region for binding to antigens. More specifically, variable loops of β-strands, three each on the light (VL) and heavy (VH) chains are responsible for binding to the antigen. These loops are referred to as the complementarity determining regions (CDRs). The structures of these CDRs have been clustered and classified by Chothia et al. [22] and more recently by North et al.[23] In the framework of the immune network theory, CDRs are also called idiotypes. According to immune network theory, the adaptive immune system is regulated by interactions between idiotypes.

The base of the Y plays a role in modulating immune cell activity. This region is called the Fc (Fragment, crystallizable) region, and is composed of two heavy chains that contribute two or three constant domains depending on the class of the antibody.[1] Thus, the Fc region ensures that each antibody generates an appropriate immune response for a given antigen, by binding to a specific class of Fc receptors, and other immune molecules, such as complement proteins. By doing this, it mediates different physiological effects including recognition of opsonized particles, lysis of cells, and degranulation of mast cells, basophils and eosinophils.[16][24]

[edit] Function

Further information: Immune system

Activated B cells differentiate into either antibody-producing cells called plasma cells that secrete soluble antibody or memory cells that survive in the body for years afterward in order to allow the immune system to remember an antigen and respond faster upon future exposures.[25]

At the prenatal and neonatal stages of life, the presence of antibodies is provided by passive immunization from the mother. Early endogenous antibody production varies for different kinds of antibodies, and usually appear within the first years of life. Since antibodies exist freely in the bloodstream, they are said to be part of the humoral immune system. Circulating antibodies are produced by clonal B cells that specifically respond to only one antigen (an example is a virus capsid protein fragment). Antibodies contribute to immunity in three ways: they prevent pathogens from entering or damaging cells by binding to them; they stimulate removal of pathogens by macrophages and other cells by coating the pathogen; and they trigger destruction of pathogens by stimulating other immune responses such as the complement pathway.[26]

The secreted mammalian IgM has five Ig units. Each Ig unit (labeled 1) has two epitope binding Fab regions, so IgM is capable of binding up to 10 epitopes.

[edit] Activation of complement

Antibodies that bind to surface antigens on, for example, a bacterium attract the first component of the complement cascade with their Fc region and initiate activation of the "classical" complement system.[26] This results in the killing of bacteria in two ways.[3] First, the binding of the antibody and complement molecules marks the microbe for ingestion by phagocytes in a process called opsonization; these phagocytes are attracted by certain complement molecules generated in the complement cascade. Secondly, some complement system components form a membrane attack complex to assist antibodies to kill the bacterium directly.[27]

[edit] Activation of effector cells

To combat pathogens that replicate outside cells, antibodies bind to pathogens to link them together, causing them to agglutinate. Since an antibody has at least two paratopes it can bind more than one antigen by binding identical epitopes carried on the surfaces of these antigens. By coating the pathogen, antibodies stimulate effector functions against the pathogen in cells that recognize their Fc region.[3]

Those cells which recognize coated pathogens have Fc receptors which, as the name suggests, interacts with the Fc region of IgA, IgG, and IgE antibodies. The engagement of a particular antibody with the Fc receptor on a particular cell triggers an effector function of that cell; phagocytes will phagocytose, mast cells and neutrophils will degranulate, natural killer cells will release cytokines and cytotoxic molecules; that will ultimately result in destruction of the invading microbe. The Fc receptors are isotype-specific, which gives greater flexibility to the immune system, invoking only the appropriate immune mechanisms for distinct pathogens.[1]

[edit] Natural antibodies

Humans and higher primates also produce “natural antibodies” which are present in serum before viral infection. Natural antibodies have been defined as antibodies that are produced

without any previous infection, vaccination, other foreign antigen exposure or passive immunization. These antibodies can activate the classical complement pathway leading to lysis of enveloped virus particles long before the adaptive immune response is activated. Many natural antibodies are directed against the disaccharide galactose α(1,3)-galactose (α-Gal), which is found as a terminal sugar on glycosylated cell surface proteins, and generated in response to production of this sugar by bacteria contained in the human gut.[28] Rejection of xenotransplantated organs is thought to be, in part, the result of natural antibodies circulating in the serum of the recipient binding to α-Gal antigens expressed on the donor tissue.[29]

[edit] Immunoglobulin diversity

Virtually all microbes can trigger an antibody response. Successful recognition and eradication of many different types of microbes requires diversity among antibodies; their amino acid composition varies allowing them to interact with many different antigens.[30] It has been estimated that humans generate about 10 billion different antibodies, each capable of binding a distinct epitope of an antigen.[31] Although a huge repertoire of different antibodies is generated in a single individual, the number of genes available to make these proteins is limited by the size of the human genome. Several complex genetic mechanisms have evolved that allow vertebrate B cells to generate a diverse pool of antibodies from a relatively small number of antibody genes.[32]

[edit] Domain variability

The complementarity determining regions of the heavy chain are shown in red (PDB 1IGT)

The region (locus) of a chromosome that encodes an antibody is large and contains several distinct genes for each domain of the antibody—the locus containing heavy chain genes (IGH@) is found on chromosome 14, and the loci containing lambda and kappa light chain genes (IGL@ and IGK@) are found on chromosomes 22 and 2 in humans. One of these domains is called the variable domain, which is present in each heavy and light chain of every antibody, but can differ in different antibodies generated from distinct B cells. Differences, between the variable domains, are located on three loops known as hypervariable regions (HV-1, HV-2 and HV-3) or complementarity determining regions (CDR1, CDR2 and CDR3). CDRs are supported within the variable domains by conserved framework regions. The heavy chain locus contains about 65 different variable domain genes that all differ in their CDRs. Combining these genes with an array of genes for other domains of the antibody generates a

large cavalry of antibodies with a high degree of variability. This combination is called V(D)J recombination discussed below.[33]

[edit] V(D)J recombination

For more details on this topic, see V(D)J recombination.

Simplified overview of V(D)J recombination of immunoglobulin heavy chains

Somatic recombination of immunoglobulins, also known as V(D)J recombination, involves the generation of a unique immunoglobulin variable region. The variable region of each immunoglobulin heavy or light chain is encoded in several pieces—known as gene segments. These segments are called variable (V), diversity (D) and joining (J) segments.[32] V, D and J segments are found in Ig heavy chains, but only V and J segments are found in Ig light chains. Multiple copies of the V, D and J gene segments exist, and are tandemly arranged in the genomes of mammals. In the bone marrow, each developing B cell will assemble an immunoglobulin variable region by randomly selecting and combining one V, one D and one J gene segment (or one V and one J segment in the light chain). As there are multiple copies of each type of gene segment, and different combinations of gene segments can be used to generate each immunoglobulin variable region, this process generates a huge number of antibodies, each with different paratopes, and thus different antigen specificities.[7]

After a B cell produces a functional immunoglobulin gene during V(D)J recombination, it cannot express any other variable region (a process known as allelic exclusion) thus each B cell can produce antibodies containing only one kind of variable chain.[1][34]

[edit] Somatic hypermutation and affinity maturation

For more details on this topic, see Somatic hypermutation and Affinity maturation

Following activation with antigen, B cells begin to proliferate rapidly. In these rapidly dividing cells, the genes encoding the variable domains of the heavy and light chains undergo a high rate of point mutation, by a process called somatic hypermutation (SHM). SHM results in

approximately one nucleotide change per variable gene, per cell division.[8] As a consequence, any daughter B cells will acquire slight amino acid differences in the variable domains of their antibody chains.

This serves to increase the diversity of the antibody pool and impacts the antibody’s antigen-binding affinity.[35] Some point mutations will result in the production of antibodies that have a weaker interaction (low affinity) with their antigen than the original antibody, and some mutations will generate antibodies with a stronger interaction (high affinity).[36] B cells that express high affinity antibodies on their surface will receive a strong survival signal during interactions with other cells, whereas those with low affinity antibodies will not, and will die by apoptosis.[36] Thus, B cells expressing antibodies with a higher affinity for the antigen will outcompete those with weaker affinities for function and survival. The process of generating antibodies with increased binding affinities is called affinity maturation. Affinity maturation occurs in mature B cells after V(D)J recombination, and is dependent on help from helper T cells.[37]

Mechanism of class switch recombination that allows isotype switching in activated B cells

[edit] Class switching

Isotype or class switching is a biological process occurring after activation of the B cell, which allows the cell to produce different classes of antibody (IgA, IgE, or IgG).[7] The different classes of antibody, and thus effector functions, are defined by the constant (C) regions of the immunoglobulin heavy chain. Initially, naïve B cells express only cell-surface IgM and IgD with identical antigen binding regions. Each isotype is adapted for a distinct function, therefore, after activation, an antibody with a IgG, IgA, or IgE effector function might be required to effectively eliminate an antigen. Class switching allows different daughter cells from the same activated B cell to produce antibodies of different isotypes. Only the constant region of the antibody heavy chain changes during class switching; the variable regions, and therefore antigen specificity, remain unchanged. Thus the progeny of a single B cell can produce antibodies, all specific for the same antigen, but with the ability to produce the effector

function appropriate for each antigenic challenge. Class switching is triggered by cytokines; the isotype generated depends on which cytokines are present in the B cell environment.[38]

Class switching occurs in the heavy chain gene locus by a mechanism called class switch recombination (CSR). This mechanism relies on conserved nucleotide motifs, called switch (S) regions, found in DNA upstream of each constant region gene (except in the δ-chain). The DNA strand is broken by the activity of a series of enzymes at two selected S-regions.[39][40] The variable domain exon is rejoined through a process called non-homologous end joining (NHEJ) to the desired constant region (γ, α or ε). This process results in an immunoglobulin gene that encodes an antibody of a different isotype.[41]

[edit] Affinity designations

A group of antibodies can be called monovalent (or specific) if they have affinity for the same epitope,[42] or for the same antigen[43] (but potentially different epitopes on the molecule), or for the same strain of microorganism[43] (but potentially different antigens on or in it). In contrast, a group of antibodies can be called polyvalent (or unspecific) if they have affinity for various antigens[44] or microorganisms.[44] Intravenous immunoglobulin, if not otherwise noted, consists of polyvalent IgG. In contrast, monoclonal antibodies are monovalent for the same epitope.

[edit] Medical applications

[edit] Disease diagnosis and therapy

Detection of particular antibodies is a very common form of medical diagnostics, and applications such as serology depend on these methods.[45] For example, in biochemical assays for disease diagnosis,[46] a titer of antibodies directed against Epstein-Barr virus or Lyme disease is estimated from the blood. If those antibodies are not present, either the person is not infected, or the infection occurred a very long time ago, and the B cells generating these specific antibodies have naturally decayed. In clinical immunology, levels of individual classes of immunoglobulins are measured by nephelometry (or turbidimetry) to characterize the antibody profile of patient.[47] Elevations in different classes of immunoglobulins are sometimes useful in determining the cause of liver damage in patients whom the diagnosis is unclear.[6] For example, elevated IgA indicates alcoholic cirrhosis, elevated IgM indicates viral hepatitis and primary biliary cirrhosis, while IgG is elevated in viral hepatitis, autoimmune hepatitis and cirrhosis. Autoimmune disorders can often be traced to antibodies that bind the body's own epitopes; many can be detected through blood tests. Antibodies directed against red blood cell surface antigens in immune mediated hemolytic anemia are detected with the Coombs test.[48] The Coombs test is also used for antibody screening in blood transfusion preparation and also for antibody screening in antenatal women.[48] Practically, several immunodiagnostic methods based on detection of complex antigen-antibody are used to diagnose infectious diseases, for example ELISA, immunofluorescence, Western blot, immunodiffusion, immunoelectrophoresis, and magnetic immunoassay. Antibodies raised against human chorionic gonadotropin are used in over the counter pregnancy tests. Targeted monoclonal antibody therapy is employed to treat diseases such as rheumatoid arthritis,[49] multiple sclerosis,[50] psoriasis,[51] and many forms of cancer including non-Hodgkin's

lymphoma,[52] colorectal cancer, head and neck cancer and breast cancer.[53] Some immune deficiencies, such as X-linked agammaglobulinemia and hypogammaglobulinemia, result in partial or complete lack of antibodies.[54] These diseases are often treated by inducing a short term form of immunity called passive immunity. Passive immunity is achieved through the transfer of ready-made antibodies in the form of human or animal serum, pooled immunoglobulin or monoclonal antibodies, into the affected individual.[55]

[edit] Prenatal therapy

Rhesus factor, also known as Rhesus D (RhD) antigen, is an antigen found on red blood cells; individuals that are Rhesus-positive (Rh+) have this antigen on their red blood cells and individuals that are Rhesus-negative (Rh–) do not. During normal childbirth, delivery trauma or complications during pregnancy, blood from a fetus can enter the mother's system. In the case of an Rh-incompatible mother and child, consequential blood mixing may sensitize an Rh- mother to the Rh antigen on the blood cells of the Rh+ child, putting the remainder of the pregnancy, and any subsequent pregnancies, at risk for hemolytic disease of the newborn.[56]

Rho(D) immune globulin antibodies are specific for human Rhesus D (RhD) antigen.[57] Anti-RhD antibodies are administered as part of a prenatal treatment regimen to prevent sensitization that may occur when a Rhesus-negative mother has a Rhesus-positive fetus. Treatment of a mother with Anti-RhD antibodies prior to and immediately after trauma and delivery destroys Rh antigen in the mother's system from the fetus. Importantly, this occurs before the antigen can stimulate maternal B cells to "remember" Rh antigen by generating memory B cells. Therefore, her humoral immune system will not make anti-Rh antibodies, and will not attack the Rhesus antigens of the current or subsequent babies. Rho(D) Immune Globulin treatment prevents sensitization that can lead to Rh disease, but does not prevent or treat the underlying disease itself.[57]

[edit] Research applications

Immunofluorescence image of the eukaryotic cytoskeleton. Actin filaments are shown in red, microtubules in green, and the nuclei in blue.

Specific antibodies are produced by injecting an antigen into a mammal, such as a mouse, rat, rabbit, goat, sheep, or horse for large quantities of antibody. Blood isolated from these animals contains polyclonal antibodies—multiple antibodies that bind to the same antigen—in the serum, which can now be called antiserum. Antigens are also injected into chickens for generation of polyclonal antibodies in egg yolk.[58] To obtain antibody that is specific for a single epitope of an antigen, antibody-secreting lymphocytes are isolated from the animal and immortalized by fusing them with a cancer cell line. The fused cells are called hybridomas, and will continually grow and secrete antibody in culture. Single hybridoma cells are isolated by dilution cloning to generate cell clones that all produce the same antibody; these antibodies are called monoclonal antibodies.[59] Polyclonal and monoclonal antibodies are often purified using Protein A/G or antigen-affinity chromatography.[60]

In research, purified antibodies are used in many applications. They are most commonly used to identify and locate intracellular and extracellular proteins. Antibodies are used in flow cytometry to differentiate cell types by the proteins they express; different types of cell express different combinations of cluster of differentiation molecules on their surface, and produce different intracellular and secretable proteins.[61] They are also used in immunoprecipitation to separate proteins and anything bound to them (co-immunoprecipitation) from other molecules in a cell lysate,[62] in Western blot analyses to identify proteins separated by electrophoresis,[63] and in immunohistochemistry or immunofluorescence to examine protein expression in tissue sections or to locate proteins within cells with the assistance of a microscope.[61][64] Proteins can also be detected and quantified with antibodies, using ELISA and ELISPOT techniques.[65][66]

[edit] Structure prediction

The importance of antibodies in health care and the biotechnology industry demands knowledge of their structures at high resolution. This information is used for protein engineering, modifying the antigen binding affinity, and identifying an epitope, of a given antibody. X-ray crystallography is one commonly used method for determining antibody structures. However, crystallizing an antibody is often laborious and time consuming. Computational approaches provide a cheaper and faster alternative to crystallography, but their results are more equivocal since they do not produce empirical structures. Online web servers such as Web Antibody Modeling (WAM)[67] and Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS)[68] enables computational modeling of antibody variable regions. Rosetta Antibody is a novel antibody FV region structure prediction server, which incorporates sophisticated techniques to minimize CDR loops and optimize the relative orientation of the light and heavy chains, as well as homology models that predict successful docking of antibodies with their unique antigen.[69]

[edit] History

See also: History of immunology

The first use of the term "antibody" occurred in a text by Paul Ehrlich. The term Antikörper (the German word for antibody) appears in the conclusion of his article "Experimental Studies

on Immunity", published in October 1891, which states that "if two substances give rise to two different antikörper, then they themselves must be different".[70] However, the term was not accepted immediately and several other terms for antibody were proposed; these included Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substance sensibilisatrice, copula, Desmon, philocytase, fixateur, and Immunisin.[70] The word antibody has formal analogy to the word antitoxin and a similar concept to Immunkörper.[70]

Angel of the West (2008) by Julian Voss-Andreae is a sculpture based on the antibody structure published by E. Padlan.[71] Created for the Florida campus of the Scripps Research Institute,[72] the antibody is placed into a ring referencing Leonardo da Vinci's Vitruvian Man thus highlighting the similar proportions of the antibody and the human body.[73]

The study of antibodies began in 1890 when Kitasato Shibasaburō described antibody activity against diphtheria and tetanus toxins. Kitasato put forward the theory of humoral immunity, proposing that a mediator in serum could react with a foreign antigen.[74][75] His idea prompted Paul Ehrlich to propose the side chain theory for antibody and antigen interaction in 1897, when he hypothesized that receptors (described as “side chains”) on the surface of cells could bind specifically to toxins – in a "lock-and-key" interaction – and that this binding reaction was the trigger for the production of antibodies.[76] Other researchers believed that antibodies existed freely in the blood and, in 1904, Almroth Wright suggested that soluble antibodies coated bacteria to label them for phagocytosis and killing; a process that he named opsoninization.[77]

Michael Heidelberger

In the 1920s, Michael Heidelberger and Oswald Avery observed that antigens could be precipitated by antibodies and went on to show that antibodies were made of protein.[78] The biochemical properties of antigen-antibody binding interactions were examined in more detail in the late 1930s by John Marrack.[79] The next major advance was in the 1940s, when Linus Pauling confirmed the lock-and-key theory proposed by Ehrlich by showing that the interactions between antibodies and antigens depended more on their shape than their chemical composition.[80] In 1948, Astrid Fagreaus discovered that B cells, in the form of plasma cells, were responsible for generating antibodies.[81]

Further work concentrated on characterizing the structures of the antibody proteins. A major advance in these structural studies was the discovery in the early 1960s by Gerald Edelman and Joseph Gally of the antibody light chain,[82] and their realization that this protein was the same as the Bence-Jones protein described in 1845 by Henry Bence Jones.[83] Edelman went on to discover that antibodies are composed of disulfide bond-linked heavy and light chains. Around the same time, antibody-binding (Fab) and antibody tail (Fc) regions of IgG were characterized by Rodney Porter.[84] Together, these scientists deduced the structure and complete amino acid sequence of IgG, a feat for which they were jointly awarded the 1972 Nobel Prize in Physiology or Medicine.[84] The Fv fragment was prepared and characterized by David Givol.[85] While most of these early studies focused on IgM and IgG, other immunoglobulin isotypes were identified in the 1960s: Thomas Tomasi discovered secretory antibody (IgA)[86] and David S. Rowe and John L. Fahey identified IgD,[87] and IgE was identified by Kimishige Ishizaka and Teruko Ishizaka as a class of antibodies involved in allergic reactions.[88] Genetic studies identifying the basis of the vast diversity of these antibody proteins when somatic recombination of immunoglobulin genes was by Susumu Tonegawa in 1976.[89]

[edit] See also

Antibody mimetic Anti-mitochondrial antibodies Anti-nuclear antibodies Colostrum ELISA Humoral immunity Immunology Immunosuppressive drug Intravenous immunoglobulin (IVIg) Magnetic immunoassay Microantibody Monoclonal antibody Neutralizing antibody Secondary antibodies Single-domain antibody Slope spectroscopy

[edit] References

1. ^ a b c d e f g h i j Charles Janeway (2001). Immunobiology. (5th ed.). Garland Publishing. ISBN 0-8153-3642-X. (electronic full text via NCBI Bookshelf).

2. ̂ Litman GW, Rast JP, Shamblott MJ, Haire RN, Hulst M, Roess W, Litman RT, Hinds-Frey KR, Zilch A, Amemiya CT (January 1993). "Phylogenetic diversification of immunoglobulin genes and the antibody repertoire". Mol. Biol. Evol. 10 (1): 60–72. PMID 8450761.

3. ^ a b c d e f Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Immunology, Infection, and Immunity. ASM Press. ISBN 1-55581-246-5.

4. ̂ Borghesi L, Milcarek C (2006). "From B cell to plasma cell: regulation of V(D)J recombination and antibody secretion". Immunol. Res. 36 (1–3): 27–32. doi:10.1385/IR: