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Cadena pesada de inmunoglobulina

Diagrama esquemático de un anticuerpo típico que muestra dos cadenas pesadas de Ig (púrpura) unidas por enlaces disulfuro a dos cadenas ligeras de Ig (verde). Se muestran los do...

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Diagrama esquemático de un anticuerpo típico que muestra dos cadenas pesadas de Ig (púrpura) unidas por enlaces disulfuro a dos cadenas ligeras de Ig (verde). Se muestran los dominios constante (C) y variable (V).
Una molécula de anticuerpo. Las dos cadenas pesadas son de color rojo y azul, y las dos cadenas ligeras son verdes y amarillas. [ 1 ]

La cadena pesada de inmunoglobulina ( IgH ) es la subunidad polipeptídica grande de un anticuerpo (inmunoglobulina). En el genoma humano, los loci del gen IgH se encuentran en el cromosoma 14.

Un anticuerpo típico se compone de dos cadenas pesadas de inmunoglobulina (Ig) y dos cadenas ligeras de Ig . Existen varios tipos diferentes de cadena pesada que definen la clase o isotipo de un anticuerpo. Estos tipos de cadena pesada varían entre diferentes animales. Todas las cadenas pesadas contienen una serie de dominios de inmunoglobulina , generalmente con un dominio variable (VH ) que es importante para la unión al antígeno y varios dominios constantes (CH1 , CH2 , etc.). La producción de una cadena pesada viable es un paso clave en la maduración de las células B. Si la cadena pesada puede unirse a una cadena ligera sustituta y moverse a la membrana plasmática, entonces la célula B en desarrollo puede comenzar a producir su cadena ligera. [ 2 ]

La cadena pesada no siempre tiene que unirse a una cadena ligera. Los linfocitos pre-B pueden sintetizar la cadena pesada en ausencia de la cadena ligera, lo que permite que la cadena pesada se una a una proteína de unión a la cadena pesada. [ 3 ]

En los mamíferos

Clases

Hay cinco tipos de cadena pesada de inmunoglobulina de mamíferos: γ, δ, α, μ y ε. [ 4 ] Estas definen las clases de inmunoglobulinas: IgG , IgD , IgA , IgM e IgE , respectivamente.

  • Las cadenas pesadas α y γ tienen aproximadamente 450 aminoácidos.
  • Las cadenas pesadas μ y ε tienen aproximadamente 550 aminoácidos. [ 4 ]

Regiones

Cada cadena pesada tiene dos regiones:

  • una región constante (que es la misma para todas las inmunoglobulinas de la misma clase, pero difiere entre clases).
    • Las cadenas pesadas γ, α y δ tienen una región constante compuesta por tres dominios de inmunoglobulina en tándem (en línea uno al lado del otro), pero también tienen una región bisagra para mayor flexibilidad. [ 5 ]
    • Las cadenas pesadas μ y ε tienen una región constante compuesta por cuatro dominios. [ 4 ]
  • una región variable que difiere entre distintas células B , pero que es la misma para todas las inmunoglobulinas producidas por la misma célula B o clon de células B. El dominio variable de cualquier cadena pesada está compuesto por un único dominio de inmunoglobulina. Estos dominios tienen aproximadamente 110 aminoácidos de longitud. [ 6 ]

vacas

Las vacas, específicamente Bos taurus , muestran una variación del patrón general de los mamíferos en la que la región CDR H3 de la cadena pesada se ha adaptado para producir un repertorio divergente de anticuerpos que presentan una superficie de interacción con el antígeno de tipo "tallo y pomo" en lugar de la superficie de punta bivalente más familiar. [ 7 ] La CDR bovina es inusualmente larga y contiene atributos de secuencia únicos que apoyan la producción de residuos de cisteína apareados durante la hipermutación somática . [ 7 ] Así, mientras que en los humanos el paso de hipermutación somática se dirige al proceso de recombinación V(D)J , en las vacas el objetivo es la creación de diversos enlaces disulfuro y la generación de conjuntos únicos de bucles que interactúan con el antígeno. [ 7 ] Un posible impulsor evolutivo de esta variación es la presencia de un entorno microbiano mucho más diverso en el sistema digestivo de la vaca como consecuencia de ser rumiantes . [ 7 ]

En los peces

Los peces con mandíbulas parecen ser los animales más primitivos capaces de producir anticuerpos como los descritos para los mamíferos. [ 8 ] Sin embargo, los peces no tienen el mismo repertorio de anticuerpos que poseen los mamíferos. [ 9 ] Hasta ahora se han identificado tres cadenas pesadas de Ig distintas en los peces óseos .

  • La primera identificada fue la cadena pesada μ (o mu ), presente en todos los peces con mandíbulas y que se considera la cadena pesada de la inmunoglobulina primordial. El anticuerpo resultante, IgM, se secreta como tetrámero en los peces teleósteos, en lugar del pentámero típico que se encuentra en mamíferos y tiburones.
  • La cadena pesada (δ) para IgD se identificó inicialmente en el bagre de canal y el salmón del Atlántico y ahora está bien documentada para muchos peces teleósteos. [ 10 ]
  • El tercer gen de la cadena pesada de inmunoglobulina de los teleósteos se identificó muy recientemente y no se asemeja a ninguna de las cadenas pesadas descritas hasta ahora para los mamíferos. Esta cadena pesada, identificada tanto en la trucha arcoíris (τ) [ 11 ] como en el pez cebra (ζ) [ 12 ] , podría potencialmente formar un isotipo de anticuerpo distinto (IgT o IgZ) que podría preceder a la IgM en términos evolutivos.

De forma similar a lo observado en peces óseos, se han identificado tres isotipos distintos de cadena pesada de Ig en peces cartilaginosos . Con la excepción de μ, estos isotipos de cadena pesada de Ig parecen ser exclusivos de los peces cartilaginosos. Los anticuerpos resultantes se denominan IgW (también llamados IgX o IgNARC) e IgNAR ( receptor de antígeno nuevo de inmunoglobulina ). [ 13 ] [ 14 ] Este último tipo es un anticuerpo de cadena pesada , un anticuerpo que carece de cadenas ligeras, y puede utilizarse para producir anticuerpos de dominio único , que son esencialmente el dominio variable (V NAR ) de un IgNAR. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Los anticuerpos de dominio único de tiburón (V NAR ) contra antígenos tumorales o virales pueden aislarse de una gran biblioteca V NAR de tiburón nodriza virgen utilizando la tecnología de visualización de fagos . [ 16 ] [ 18 ]

Ahora también se ha encontrado IgW en el grupo de peces de aletas lobuladas, incluyendo el celacanto y el pez pulmonado. Las proteínas IgW1 e IgW2 del celacanto presentan una estructura (VD)n-Jn-C habitual, además de un gran número de dominios constantes. [ 19 ] [ 20 ]

En los anfibios

Las ranas pueden sintetizar IgX e IgY. [ 21 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Copia archivada" . Archivado del original el 19 de abril de 2007. Recuperado el 20 de abril de 2007 .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace )
  2. ↑ Mårtensson, IL; Ceredig, R (23 de enero de 2017). "Función de la cadena ligera sustituta y del receptor de células pre-B en el desarrollo de las células B del ratón" . Inmunología . 101 ( 4): 435– 441. doi : 10.1046/j.1365-2567.2000.00151.x . ISSN 0019-2805 . PMC 2327112. PMID 11122446 .   
  3. ↑ Haas, Ingrid G.; Wabl, Matthias (1983). "Proteína de unión a la cadena pesada de inmunoglobulina". Nature . 306 (5941): 387– 9. Bibcode : 1983Natur.306..387H . doi : 10.1038/306387a0 . PMID 6417546. S2CID 4247626 .  
  4. 1 2 3 Janeway CA, Jr .; et al. (2001). Inmunobiología (5.ª ed.). Garland Publishing. ISBN   0-8153-3642-X( Texto completo electrónico a través de NCBI Bookshelf )
  5. ↑ Woof, Jenny M.; Burton, Dennis R. (2004). "Interacciones entre anticuerpos humanos y receptores Fc iluminadas por estructuras cristalinas". Nature Reviews Immunology . 4 (2): 89– 99. doi : 10.1038/nri1266 . PMID 15040582. S2CID 30584218 .  
  6. ↑ "El Proyecto de Biología" . Estructura de los anticuerpos . Universidad de Arizona . Consultado el 27 de mayo de 2020 .
  7. 1 2 3 4 Wang, Feng; Ekiert, Damián C.; Ahmad, Insha; Yu, Wenli; Zhang, Yong; Bazirgan, Omar; Torkamani, Ali; Raudsepp, Terje; Mwangi, Waithaka; Criscitiello, Michael F.; Wilson, Ian A.; Schultz, Peter G.; Más pequeño, Vaughn V. (2013). "Remodelación de la diversidad de anticuerpos" . Celúla . 153 (6): 1379– 93. doi : 10.1016/j.cell.2013.04.049 . PMC 4007204 . PMID 23746848 .  
  8. ↑ Genes de cadena pesada y cadena ligera de peces. Archivado el 23 de marzo de 2007 en Wayback Machine .
  9. ↑ Bengtén, Eva; Clem, L. William; Miller, Norman W.; Warr, Gregory W.; Wilson, Melanie (2006). "Inmunoglobulinas del bagre de canal: repertorio y expresión". Developmental & Comparative Immunology . 30 ( 1– 2): 77– 92. Bibcode : 2006DCImm..30...77B . doi : 10.1016/j.dci.2005.06.016 . PMID 16153707 . 
  10. ↑ Solem, Stein Tore; Stenvik, Jørgen (2006). "Desarrollo del repertorio de anticuerpos en teleósteos: una revisión con énfasis en salmónidos y Gadus morhua L". Developmental & Comparative Immunology . 30 ( 1–2 ): 57–76 . Bibcode : 2006DCImm..30...57S . doi : 10.1016/j.dci.2005.06.007 . PMID 16084588 . 
  11. ↑ Hansen, JD; Landis, ED; Phillips, RB (2005). "Descubrimiento de un isotipo único de cadena pesada de Ig (IgT) en la trucha arcoíris: Implicaciones para una vía de desarrollo de células B distintiva en peces teleósteos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (19): 6919– 6924. Bibcode : 2005PNAS..102.6919H . doi : 10.1073 / pnas.0500027102 . JSTOR 3375456. PMC 1100771. PMID 15863615 .   
  12. ↑ Danilova, Nadia; Bussmann, Jeroen; Jekosch, Kerstin; Steiner, Lisa A (2005). "El locus de la cadena pesada de inmunoglobulina en el pez cebra: identificación y expresión de un isotipo previamente desconocido, la inmunoglobulina Z". Nature Immunology . 6 (3): 295– 302. doi : 10.1038/ni1166 . PMID 15685175 . S2CID 5543330 .  
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  14. ↑ Simmons, David P.; Abregu, Fiona A.; Krishnan, Usha V.; Proll, David F.; Streltsov, Victor A.; Doughty, Larissa; Hattarki, Meghan K.; Nuttall, Stewart D. (2006). "Estrategias de dimerización para fragmentos de anticuerpos de dominio único IgNAR de tiburón". Journal of Immunological Methods . 315 ( 1– 2): 171– 84. doi : 10.1016/j.jim.2006.07.019 . PMID 16962608 . 
  15. ↑ Wesolowski, Janusz; Alzogaray, Vanina; Reyelt, Jan; Unger, Mandy; Juarez, Karla; Urrutia, Mariela; Cauerhff, Ana; Danquah, Welbeck; Rissiek, Björn; Scheuplein, Felix; Schwarz, Nicole; Adriouch, Sahil; Boyer, Olivier; Seman, Michel; Licea, Alexei; Serreze, David V.; Goldbaum, Fernando A.; Haag, Friedrich; Koch-Nolte, Friedrich (2009). "Anticuerpos de dominio único: herramientas experimentales y terapéuticas prometedoras en infección e inmunidad" . Microbiología médica e inmunología . 198 (3): 157– 74. doi : 10.1007/s00430-009-0116-7 . PMC 2714450 . PMID 19529959 .  
  16. 1 2 Feng, Mingqian; Bian, Hejiao; Wu, Xiaolin; Fu, Tianyun; Fu, Ying; Hong, Jessica; Fleming, Bryan D.; Flajnik, Martin F.; Ho, Mitchell (enero de 2019). "Construcción y análisis de secuenciación de próxima generación de una gran biblioteca de anticuerpos de dominio único VNAR presentados en fagos de seis tiburones nodriza ingenuos" . Antibody Therapeutics . 2 (1): 1– 11. doi : 10.1093/abt/tby011 . ISSN 2516-4236 . PMC 6312525. PMID 30627698 .   
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