Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Антигенді өңдеу, немесе цитозолдық жол – иммундық жүйенің Т лимфоциттері деп аталатын арнайы жасушаларына антигендерді ұсынуға дайындау үшін жүзеге асатын иммунологиялық процесс. Бұл антигендік презентация жолдарының бір кезеңі саналады. Бұл процесс организмнің өзінің (өз) ақуыздарынан, немесе жасуша ішіндегі патогендерден (мысалы, вирустардан), немесе фагоцитоз арқылы жұтылған патогендерден (мысалы, бактериялардан) антигендерді өңдеудің екі ерекше жолын қамтиды; осы антигендердің I немесе II класты негізгі гистоүйлесімділік кешені (MHC) молекулаларында кейін көрсетілуі қолданылған жолға байланысты. I және II класты MHC антигендері жасуша бетінде тұрақты экспрессияланатын бұрын антигендермен байланысуы керек. MHC I антигенін ұсыну әдетте (айқындалған жағдайларда) антигенді өңдеудің эндогендік жолын қамтиды, ал MHC II антигенін ұсыну антигенді өңдеудің экзогендік жолын қамтиды. Кросс-презентация экзогендік және эндогендік жолдардың бөліктерін қамтиды, бірақ аяғында эндогендік жолдың соңғы бөлігін қамтиды (мысалы, MHC I молекулаларына байланысу үшін антигендердің протеолизі). Екі жолдың арасындағы айырмашылық пайдалы болғанымен, жасушадан тыс алынған пептидтер MHC I класымен, ал цитозольді пептидтер MHC II класымен ұсынылатын жағдайлар кездеседі (бұл көбінесе дендриттік жасушаларда болады).
Antigen processing, or the cytosolic pathway, is an immunological process that prepares antigens for presentation to special cells of the immune system called T lymphocytes. It is considered to be a stage of antigen presentation pathways. This process involves two distinct pathways for processing of antigens from an organism's own (self) proteins or intracellular pathogens (e. g. viruses), or from phagocytosed pathogens (e. g. bacteria); subsequent presentation of these antigens on class I or class II major histocompatibility complex (MHC) molecules is dependent on which pathway is used. Both MHC class I and II are required to bind antigens before they are stably expressed on a cell surface. MHC I antigen presentation typically (considering cross presentation) involves the endogenous pathway of antigen processing, and MHC II antigen presentation involves the exogenous pathway of antigen processing. Cross presentation involves parts of the exogenous and the endogenous pathways but ultimately involves the latter portion of the endogenous pathway (e. g. proteolysis of antigens for binding to MHC I molecules). While the joint distinction between the two pathways is useful, there are instances where extracellular derived peptides are presented in the context of MHC class I and cytosolic peptides are presented in the context of MHC class II (this often happens in dendritic cells).
Эндогендік жол
Эндогендік жол жасушалық пептид фрагменттерін жасуша бетінде MHC I класының молекулалары арқылы көрсету үшін қолданылады. Егер вирус жасушаға жұқса, вирус ақуыздарынан алынған пептидтер де көрсетіледі, бұл иммундық жүйеге жұқтырған жасушаны тануға және жоюға мүмкіндік береді. Жасуша ішінде тозған ақуыздар убиквитинмен белгіленеді, осылайша оларды протеасома ыдыратуға дайындайды. Протеасомалар ақуызды шамамен тоғыз аминқышқылдық пептидтерге бөледі (бұл пептидтер MHC I класы молекулаларының пептид байланыстыру орынына сәйкес келеді). Антигенді өңдеумен байланысты тасымалдаушы (TAP) – эндоплазмалық ретикулумның (ER) мембранасын кесіп өтетін ақуыз, ол пептидтерді ER люменіне тасымалдайды. ER ішінде кальнексин, кальретикулин, ERp57 және байланыстыратын иммуноглобулин ақуызы (BiP) сияқты шаперон ақуыздары MHC I класының дұрыс бүгілуіне және β2-микроглобулинмен байланысуына көмектеседі. Жартылай бүгілген MHC I класы молекуласы тапасин арқылы TAP-пен өзара әрекеттеседі (толық кешенге кальретикулин мен Erp57, ал егешқұйрықтарда кальнексин де кіреді). Пептид ER люменіне жеткеннен кейін күтіп тұрған MHC I класы молекуласының байланысу орынына байланысып, MHC-ні тұрақтандырады және оны Гольджи аппараты арқылы жасуша бетіне тасымалдауға мүмкіндік береді.
The endogenous pathway is used to present cellular peptide fragments on the cell surface on MHC class I molecules. If a virus had infected the cell, viral peptides would also be presented, allowing the immune system to recognize and kill the infected cell. Worn out proteins within the cell become ubiquitinated, marking them for proteasome degradation. Proteasomes break the protein up into peptides that include some around nine amino acids long (suitable for fitting within the peptide binding cleft of MHC class I molecules). Transporter associated with antigen processing (TAP), a protein that spans the membrane of the rough endoplasmic reticulum, transports the peptides into the lumen of the rough endoplasmic reticulum (ER). Also within the rough ER, a series of chaperone proteins, including calnexin, calreticulin, ERp57, and Binding immunoglobulin protein (BiP) facilitates the proper folding of class I MHC and its association with β2 microglobulin. The partially folded MHC class I molecule then interacts with TAP via tapasin (the complete complex also contains calreticulin and Erp57 and, in mice, calnexin). Once the peptide is transported into the ER lumen it binds to the cleft of the awaiting MHC class I molecule, stabilizing the MHC and allowing it to be transported to the cell surface by the golgi apparatus.
Экзогендік жол
Экзогенді жолды арнайы антиген ұсынатын жасушалар жасушаның эндоцитоздаған белоктарынан алынған пептидтерді көрсету үшін пайдаланады. Пептидтер MHC II класындағы молекулалар арқылы ұсынылады. Белоктар эндоцитозданып, эндосомалардағы қышқылға тәуелді протеаздармен ыдырайды; бұл процесс шамамен бір сағатқа созылады. Дүркінді ER-де жаңа пайда болған MHC II класты ақуыздың пептид байланысатын ойығы Ii (инвариант тізбегі; тример) арқылы жабылады, бұл оның жасушалық пептидтерді немесе эндогенді жолдан келген пептидтерді байланыстыруына кедергі келтіреді. Инвариант тізбегі сондай-ақ MHC II класының ER-ден везикула арқылы экспортталуына көмектеседі. Бұл эндоцитозданған, ыдыраған белоктарды қамтитын кешіккен эндосомамен бірігеді. Содан кейін инвариант тізбегі сатылап бұзылады, нәтижесінде "II классқа байланысты инвариант тізбегі пептиді" (CLIP) деп аталатын кішкентай фрагмент қана қалады, ол әлі де пептид байланысатын ойықты жабады. MHC II класына ұқсас құрылым, HLA DM, CLIP-ті алып тастап, оны эндосомадан алынған пептидпен алмастырады. Тұрақты MHC II класы содан кейін жасуша бетінде көрсетіледі.
The exogenous pathway is utilized by specialized antigen presenting cells to present peptides derived from proteins that the cell has endocytosed. The peptides are presented on MHC class II molecules. Proteins are endocytosed and degraded by acid dependent proteases in endosomes; this process takes about an hour. The nascent MHC class II protein in the rough ER has its peptide binding cleft blocked by Ii (the invariant chain; a trimer) to prevent it from binding cellular peptides or peptides from the endogenous pathway. The invariant chain also facilitates MHC class II's export from the ER in a vesicle. This fuses with a late endosome containing the endocytosed, degraded proteins. The invariant chain is then broken down in stages, leaving only a small fragment called "Class II associated invariant chain peptide" (CLIP) which still blocks the peptide binding cleft. An MHC class II like structure, HLA DM, removes CLIP and replaces it with a peptide from the endosome. The stable MHC class II is then presented on the cell surface.
Крос-презентацияны өңдеу
Кросстық презентацияда жасушадан тыс белоктардан алынған пептидтер МХК I класының аясында ұсынылады. Жасуша экзогенді жолдармен басталады, бірақ антигендерді (цитозольге бұру) эндогенді жолға бағыттайды. Бұл жасушаға инфекция кезінде антигендік гендерден антигендерді жасушалық машинамен синтездеуді қамтитын эндогенді жолдың бөліктерін өткізіп жіберуге мүмкіндік береді, себебі эндогенді жол МНС I арқылы антигендерді ұсына алудан бұрын инфекцияға ұшырауы мүмкін. Кросстық презентация оларға қажетті күш-жігерді үнемдеп, кәсіби антигенді ұсынатын жасушаларға (дендриттік жасушаларға) инфекцияға түспей антигендерді өңдеуге және ұсынуға мүмкіндік береді, бұл дендриттік жасушалар үшін сирек кездесетін жағдай және эндогенді жол арқылы антигенді өңдеудің кең таралған сценарийі болып табылады. Барлық антигенді ұсынатын жасушалар кросс-презентацияны пайдаланбайды.
In Cross presentation, peptides derived from extracellular proteins are presented in the context of MHC class I. The cell starts off with the exogenous pathways but diverts the antigens (cytosolic diversion) to the endogenous pathway. This can allow the cell to skip the parts of the endogenous pathway that involve synthesis of antigens from the antigenic genes with cellular machinery upon infection, because the endogenous pathway can involve infection before being able to present antigens with MHC I, and cross presentation saves them the effort needed for that and allows the professional antigen presenting cells (dendritic cells) to process and present antigens without getting infected, which does not tend to happen to dendritic cells and is quite common scenario of antigen processing using the endogenous pathway. Not all antigen presenting cells utilize cross presentation.
Вирустың антигенді өңдеуден қашуы
Цитоломегавирустар тұқымдасының кейбір түрлері жұқтырған жасушада US2, 3, 6 және/немесе 11 сияқты ақуыздарды өндіреді. US11 және US2 MHC I-ді цитоплазмаға бағыттайды; US3 MHC I-дің эндоплазмалық ретикулумда (эндогендік жолдың бір бөлігі және көлденең презентация) тасымалдануын тежейді; US6 TAP арқылы MHC I-ге пептид тасымалдануын тоқтатады. Mycobacterium tuberculosis фагосома-эндосома бірігуін тежейді, осылайша фагосоманың агрессивті ортасымен жойылмауға мүмкіндік береді. Кейбір герпес вирустарының ICP47 пептидтің TAP арқылы тасымалдануын бұзады. Кейбір адам герпес вирусының U21 7 белгілі бір MHC I молекулаларын лизосомалық ыдырауға жіберіп, таңдайды. Кейбір аденовирустардан алынған E19 MHC I-дің эндогендік жолға қажетті орындарына қозғалысын бұзады. Кейбір ВИЧ штаммдарының Nef ақуызы MHC молекулаларын цитоплазмаға қайта оралуын күшейтеді, осылайша антигендерді көрсетуге кедергі келтіреді.
Certain species in the Cytolomegavirus family can cause the infected cell to produce proteins like US2, 3, 6, and/or 11. US11 and US2 mislead MHC I to the cytoplasm; US3 inhibits the transportation of MHC I in the ER (a part of the endogenous pathway and cross presentation); US6 blocks peptide transportation by TAP to MHC I.
Mycobacterium tuberculosis inhibits phagosome endosome fusion, thus avoiding being destroyed by the harsh environment of the phagosome. ICP47 from some herpesvirus block transport of the peptide by TAP. U21 from some human herpesvirus 7 binds and targets certain MHC I molecules for lysosomal degradation. E19 from some adenoviruses block the movement of MHC I to the proper locations for the endogenous pathway. Nef from some HIV strains enhance the movement of MHC molecules back into the cytoplasm, preventing them from presenting antigens.
Антигенді өңдеудегі Лангерханс дендриттік жасушаларының рөлі
Лангерханс жасушалары – лимфоидты емес тіндерде интерстициалдық жасушалармен бірге кездесетін дендриттік жасушалардың ерекше түрі. Бұл жасушалар (жетілмеген күйінде) антигендік жасушалармен немесе ауру қоздыратын вирустар сияқты нәрселермен қарымдасқанда, қабыну реакциясын тудырып, антигенді өңдеуді бастайды және лимфа түйіндеріне қарай жылжиды, онда бұл АЖЖ (антигенді ұсынатын жасушалар) антигенді жетілген Т-лимфоциттерге ұсынады. Т-тәуелді антиген – Т-жасушаларының көмегімен ғана белгілі антиденелердің түзілуін қозғауға қабілетті антигендер. Т-тәуелсіз антиген – В-жасушаларын тікелей стимуляциялайтын антигендер.
Langerhans' cells are particular type of dendritic cells present in non lymphoid tissues together with interstitial cells. When these cells (in an immature state) come in contact with antigenic cells or disease causing viruses etc. these cells produce an inflammatory stimulus and start antigen processing and move toward lymph nodes where these APCs present antigen to mature T lymphocytes. T dependent antigen – Antigens that require the assistance of T cells to induce the formation of specific antibodies. T independent antigen – Antigens that stimulate B cells directly.