Antikorlara Giriş

Antikorlara Giriş

Antikorlar, immünoglobulinler (Ig) olarak da bilinir, bağışıklık sistemi tarafından, özellikle B lenfositleri tarafından, antijenik uyarıya yanıt olarak üretilen yüksek spesifikliğe sahip bir glikoprotein sınıfıdır. Adaptif humoral bağışıklığın temel efektör molekülleri olup, patojen enfeksiyonlarına karşı savunma, anormal hücrelerin temizlenmesi ve vücut içindeki homeostazın korunmasında yer değiştirilemez bir rol oynarlar.

I. Temel Yapı ve Fonksiyonel Alanlar

Antikor molekülünün temel yapısı klasik "Y" şeklindeki dört peptid zincirli simetrik yapı ile karakterizedir:

-İki özdeş ağır zincir (Heavy Chain, H zinciri): Daha büyük moleküler ağırlığa sahip (yaklaşık 50-75 kDa), ağır zincirler antikorun sınıfını ve alt sınıfını belirler.

-İki özdeş hafif zincir (Light Chain, L zinciri): Daha küçük moleküler ağırlığa sahip (yaklaşık 25 kDa), hafif zincirler kappa (κ) ve lambda (λ) tipleri olarak ayrılır.

-Zincirler arası disülfüt bağları: Bu bağlar ağır ve hafif zincirleri (H-L) yanı sıra iki ağır zinciri (H-H) birbirine bağlar, moleküler konformasyonun stabilitesini korur.

 Antikor molekülleri proteazlar (örn. papain ve pepsin) tarafından karakteristik fragmanlara hidrolize edilebilir:

-Fab fragmanı (Fragment antigen-binding): Tam bir hafif zincir ve ağır zincirin N-terminal kısmından (VH ve CH1 alanları) oluşur. Her Fab fragmanının bir antijen bağlama bölgesi vardır, bu da antikorun spesifikliğini belirler. Bu bölge hem hafif hem de ağır zincirlerin değişken bölgesi (Variable Region, V bölgesi) tarafından oluşturulur, antijenik epitoplarla doğrudan temas eden ve bağlanan benzersiz tamamlayıcılık belirleyici bölgeler (CDR) oluşturan yüksek değişken amino asit dizilerine sahiptir.

-Fc fragmanı (Fragment crystallizable): İki ağır zincirin C-terminal kısmından (IgG, IgA ve IgD için CH2 ve CH3 alanları) oluşur. Fc fragmanı antijenlere bağlanmaz ancak antikorların efektör fonksiyonlarını aracılık eder, örneğin:

-Tamamlayıcı sistemin bağlanması ve aktivasyonu (klasik yol üzerinden).

-Fc reseptörlerini ifade eden hücrelere (makrofajlar, NK hücreleri, nötrofiller ve mast hücreleri gibi) bağlanma, opsonomfajositozu, antikor bağımlı hücre aracılı sitotoksisiteyi (ADCC) ve tip I hipersensitivite reaksiyonlarını aracılık etme.

-Plasentayı geçme (IgG) veya mukozal yüzeylere taşınma (IgA).

II. İmmünoglobulinlerin Sınıfları ve Alt Sınıfları

Ağır zincirlerin sabit bölgesinin (Constant Region, C bölgesi) antijenik özelliklerine ve yapısına göre memeli antikorları beş ana sınıfa (izotip) bölünür:

1. IgG: Serumda en bol bulunan (70-75%), moleküler ağırlığı yaklaşık 150 kDa'dır. İkincil bağışıklık tepkilerinde birincil antikordur, güçlü toksin ve virüs nötralleştirme yeteneğine sahiptir ve tamamlayıcıyı aktive edebilir, opsanizasyonu ve ADCC'yi aracılık eder. Plasentayı geçebilen tek antikordur, yenidoğana pasif bağışıklık sağlar. İnsan IgG'si ağır zincirlerdeki ince farklılıklara göre dört alt sınıfa daha ayrılır: IgG1, IgG2, IgG3 ve IgG4.

2. IgM: Başta pentamerik formda (yaklaşık 900 kDa) bulunur ve birincil bağışıklık tepkisi sırasında üretilen ilk antikordur ("öncü antikor"). Klasik tamamlayıcı yolunu güçlü bir şekilde aktive etme yeteneğine sahiptir (birçok Fc segmentine sahip olduğu için), erken savunmada, patojenlerin ve immün komplekslerin temizlenmesinde önemli bir rol oynar. Monomerik IgM esas olarak B hücrelerinin yüzeyinde ifade edilir ve B hücre reseptörü (BCR) olarak hizmet eder.

3. IgA: Serumda ağırlıklı olarak monomerik形式dadır, ancak mukosa ile ilişkili lenfoid dokuda (MALT) sıkça dimer veya trimerler oluşturur ve salgı bileşeniyle birleşerek salgı IgA (sIgA) oluşturur. sIgA, tükürük, gözyaşı, solunum ve gastrointestinal salgıları ve bebek sütünda bulunan mukozal bağışıklığın ana bariyeridir, patojenlerin mukozal yüzeylere kolonize olmasını ve istila etmesini engeller.

4. IgD: Monomerik formda (yaklaşık 180 kDa) bulunur, serumdaki seviyesi son derece düşüktür. Temel işlevi olgun B hücrelerinin yüzeyindeki antijen reseptörünün (BCR) bir parçası olarak hizmet etmek, B hücre aktivasyonuna, farklılaşmasına ve bağışıklık toleransının korunmasına katılmaktır.

5. IgE: Monomerik formda (yaklaşık 190 kDa) bulunur, serumdaki en düşük seviyeye sahip olanıdır. Fc segmenti, mast hücrelerinin ve basofillerin yüzeyindeki yüksek affiniteli FcεRI reseptörüne bağlanır. Karşılık gelen antijene (alerjen) bağlandığında, bu hücrelerin degranülasyonunu tetikler, histamin ve diğer biyoaktif mediatorleri serbest bırakır, tip I hipersensitivite reaksiyonlarını (alerjik reaksiyonlar) ve anti-paraziter bağışıklığı aracılık eder.

III. Antikor Çeşitliliğinin Üretimi Mekanizmaları

Antikor repertuarı neredeyse sonsuz çeşitlilik içerir, doğadaki hemen hemen tüm antijenleri tanıma yeteneğine sahiptir. Bu çeşitlilik şu faktörlerden kaynaklanır:

1. Germ hattı gen segmentlerinin yeniden düzenlenmesinden kaynaklanan kombinasyonal çeşitlilik: V(D)J gen yeniden düzenlemesi (ağır zincir: VH, DH, JH segmentleri; hafif zincir: VL, JL segmentleri) çok sayıda farklı V bölgesi gen kombinasyonu üretir.

2. Bağlantı çeşitliliği: V-D, D-J ve V-J bağlantı bölgelerinde, hassas olmayan nükleotid eksikliği ve eklenmesi (P-nükleotidler, N-nükleotidler) dizilim değişikliklerine neden olur.

3. Somatik hipermutasyon: Germinal merkezlerde, aktive edilmiş B hücreleri V bölgesi genlerinde yüksek frekansta nokta mutasyonları geçirir, antijen tarafından yönlendirilen yüksek affiniteli antikorların seçimi yoluyla afiniteli olgunlaşmaya yol açar.

4. Ağır ve hafif zincirlerin rastgele eşleşmesi: Farklı ağır ve hafif zincirlerin rastgele kombinasyonu çeşitliliği daha da artırır.

5. Sınıf değiştirme rekombinasyonu (CSR): Sitokinler ve diğer sinyaller tarafından indüklenen B hücreleri, antijen spesifikliğini değiştirmeden (V bölgesi değişmeden) saldıkları antikorların izotipini değiştirebilir (IgM/IgD'dan IgG, IgA veya IgE'ye), böylece çeşitli bağışıklık ihtiyaçlarını karşılamak için farklı efektör fonksiyonları edinir.

IV. Antikorların Temel Fonksiyonları

1. Antijenlerin spesifik tanınması ve bağlanması: Bu antikorların en temel işlevidir. V bölgesi CDR'leri aracılığıyla, antikorlar antijenlerdeki spesifik epitopları (örneğin patojen yüzey proteinleri, toksinler, ekzojen makromoleküller) hassas bir şekilde tanır ve bağlar.

2. Nötralleştirme: Antikorlar, patojenlerdeki (virüsler, bakteriyel toksinler gibi) anahtar bölgelere bağlanır, onların konakçı hücre reseptörleriyle etkileşim kurmasını veya hücrelere girmesini engeller, böylece enfeksiyon potansiyellerini veya toksisitelerini nötralleştirir.

3. Opsanizasyon: Antikorların Fab segmenti (özellikle IgG) partikül antijenlere (örn. patojenler) bağlanır ve Fc segmenti fagositik hücrelerde (makrofajlar, nötrofililer) FcγR'ye bağlanır, bu hücrelerin fagositoz etkinliğini önemli ölçüde artırır.

4. Tamamlayıcı aktivasyonu: Antijenlere bağlanmış antikorlar (özellikle IgM ve IgG1/IgG3) immün kompleksler oluşturur, bu da tamamlayıcı sistemin klasik yolunu etkili bir şekilde aktive eder ve çeşitli etkiler üretir: membran saldırı kompleksi (MAC) oluşturarak patojenleri veya hücreleri parçalar (lizis), fagositozu artırmak için opsanlar (C3b) üretir ve enflamatuar hücreleri toplamak için kemotaktik faktörler (C3a, C5a) üretir.

5. Antikor bağımlı hücre aracılı sitotoksisite (ADCC): Antikorların Fab segmenti (özellikle IgG) hedef hücrelerdeki (virüsle enfekte hücreler veya tümör hücreleri gibi) antijenlere bağlanır ve Fc segmenti efektör hücrelerde (örneğin NK hücreleri) FcγRIII (CD16)'ya bağlanır, bu efektör hücreleri aktive eder ve hedef hücreleri öldürmek için perforin, granzimler ve diğer sitotoksik moleküller salgılarlar.

6. Hipersensitivite reaksiyonlarının aracılığı: IgE, mast hücrelerinde/basofillerde FcεRI'ye bağlanır ve alerjenler çapraz bağlandığında degranülasyonu ve tip I hipersensitivite reaksiyonlarını tetikler. Bazı IgG/IgM'ler de tip II (sitolotoksik) ve tip III (immün kompleks aracılı) hipersensitivite reaksiyonlarına katılabilir.

7. İmmünregülasyon: Antikorlar, idiotip ağı aracılığıyla bağışıklık tepkilerini düzenleyebilir. B hücrelerindeki FcγRIIB'ye bağlanan Fc segmenti, baskılayıcı sinyaller iletebilir ve B hücre aktivitesini aşağıda düzenleyebilir. Antikor geri bildirim inhibisyonu da humoral bağışıklığı düzenlemedeki önemli bir mekanizmadır.

Antikorlar bağışıklık sisteminin son derece hassas ve güçlü silah yığınıdır. Onların zekice tasarlanmış Y şeklindeki yapısı, özellikle yüksek değişken antijen bağlama fragmanı (Fab) ve sabit efektör bölgesi (Fc), onlara neredeyse sonsuz çeşitlilikte antijenleri tanıma ve çeşitli bağışıklık fonksiyonları yerine getirme yeteneği verir. Araştırma aracı olarak, protein saflaştırma, hücre veya doku lokalizasyon çalışmalarında (WB, IHC, IF vb.) ve fonksiyonel çalışmalarda önemli bir rol oynarlar.

EnkiLife, çeşitli araştırma ihtiyaçlarınızı karşılamak için geniş bir yüksek kaliteli antikor seçimi sunmaktadır. Antikor kataloğumuzu arayın.

Monoklonal antikor teknolojisinin olgunlaşması ve antikor mühendisliğinin hızlı gelişimiyle, antikorlar temel bağışıklık araştırmasının nesnelerinden modern tıbbi teşhis, korunma ve tedavinin temel taşı haline geldi. Kanser ve otoimmün hastalıklar gibi önemli hastalık alanlarında devrim niteliğindeki terapötik etkilere sahip olup, biyomedikal yeniliğin öncüsü olmaya devam ediyorlar.

Dylan Z  Dylan Z, EnkiLife'de protein ve antikor uzmanıdır, protein ekspresyon sistemleri ve antikor hazırlama tekniklerinde uzmandır. Teknoloji alanında mükemmeli hedefler ve kullanıcılar için sağlam ve kullanıcı dostu ürünler geliştirmeye kararlıdır.