mini|Svako antitijelo se veže na specifičan antigen; interakcija slična bravi i ključu Protutijela (Ab), također poznata kao imunoglobulini (Ig), veliki su proteini u obliku slova Y koji se proizvode uglavnom u plazma stanicama koje imunološki sustav koristi za neutralizaciju patogena kao što su patogene bakterije i virusi. Antitijelo prepoznaje jedinstvenu molekulu patogena, zvanu antigen, preko Fab varijabilne regije. Svaki vrh "Y" protutijela sadrži paratop (analogan bravi) koji je specifičan za jedan određeni epitop (slično, analogan ključu) na antigenu, čime se ove dvije strukture precizno vežu zajedno. Pomoću ovog mehanizma vezanja, antitijelo može obilježiti mikrob ili zaraženu stanicu za napad drugih dijelova imunološkog sustava ili ga može izravno neutralizirati (na primjer, inhibirajući dio mikroba koji je neophodan za njegovu invaziju i preživljavanje ). Ovisno o antigenu, vezanje može ometati biološki proces koji uzrokuje bolest ili može aktivirati makrofage kako bi uništio stranu supstancu. Sposobnost antitijela da komunicira s drugim komponentama imunološkog sustava posredovana je putem svoje Fc regije (nalazi se u bazi "Y") koja sadrži konzerviranu glikozilacijsku lokaciju uključenu u te interakcije. Proizvodnja protutijela glavna je funkcija humoralnog imunološkog sustava.
Antitijela se izlučuju iz B-stanica adaptivnog imunološkog sustava, uglavnom iz diferenciranih B stanica nazvanih plazma stanice. Protutijela se mogu pojaviti u dva fizička oblika, topljivog oblika koji se izlučuje iz stanice da bude slobodan u krvnoj plazmi i membranski vezanom obliku koji je vezan na površinu B stanice i naziva se B-stanični receptor (BCR). BCR se nalazi samo na površini B stanica i olakšava aktivaciju tih stanica i njihovu naknadnu diferencijaciju u tvornice antitijela nazvane plazma stanice ili B stanice memorije koje će preživjeti u tijelu i sjetiti se tog istog antigena tako da B stanice mogu odgovoriti brže od buduće izloženosti. U većini slučajeva, interakcija B stanice s pomoćnom T stanicom je neophodna za proizvodnju pune aktivacije B stanice i, prema tome, stvaranju antitijela nakon vezanja antigena. Topljiva antitijela se oslobađaju u tekućine krvi i tkiva, kao i mnoge sekrecije koje nastavljaju istraživati za mogućom invazijom mikroorganizama.
Protutijela su glikoproteini koji pripadaju superobitelji imunoglobulina. Oni čine većinu frakcije gama globulina krvnih proteina. Obično su načinjeni od osnovnih strukturnih jedinica - svaki s dva velika teška lanca i dva manja laka lanca. Postoji nekoliko različitih tipova teških lanaca protutijela koji definiraju pet različitih tipova kristalizirajućih fragmenata (Fc) koji se mogu vezati na fragmente koji vežu antigen. Pet različitih vrsta Fc regija omogućuju grupiranje antitijela u pet isotipova. Svaka Fc regija određenog izotipa antitijela može se vezati za svoj specifični Fc receptor (osim za IgD, koji je u suštini BCR), čime kompleks antigenskih antitijela može posredovati različite uloge ovisno o tome koji FcR se veže. Sposobnost antitijela da se veže na njegov odgovarajući FcR dalje se modulira strukturom glikana koji su prisutni na konzerviranim mjestima unutar njegove Fc regije. Sposobnost antitijela da se vežu na FcRs pomaže usmjeriti odgovarajući imuni odgovor za svaku različitu vrstu stranog objekta s kojim se susreću. Na primjer, IgE je odgovoran za alergijski odgovor koji se sastoji od degranulacije mastocita i otpuštanja histamina. IgE-ov Fab paratop veže se na alergijski antigen, na primjer čestice grinja kućne prašine, dok se njegova Fc regija veže na Fc receptor ε. Interakcija alergen-IgE-FcRε posreduje alergijski prijenos signala kako bi se inducirala stanja kao što je astma.
Iako je opća struktura svih protutijela vrlo slična, mala regija na vrhu proteina iznimno je promjenjiva, što omogućuje milijunima protutijela s različitim tip strukturama ili mjestima za vezanje antigena. Ova regija je poznata kao hipervarijabilna regija. Svaka od ovih varijanti može se vezati na drugi antigen. Ova ogromna raznolikost paratopa protutijela na fragmentima koji vežu antigen omogućuje imunološkom sustavu da prepozna jednako širok raspon antigena. Velika i raznolika populacija paratoma protutijela generira se slučajnim rekombinacijskim događajima skupine segmenata gena koji kodiraju različita mjesta vezanja antigena (ili paratopi ), praćena slučajnim mutacijama na ovom području gena protutijela, koje stvaraju daljnje raznolikost. Ovaj rekombiniracijski proces koji proizvodi raznovrsnost paratopa klonalnih antitijela naziva se rekombinacija V (D) J ili VJ. U osnovi, paratop protutijela je poligensko, sastavljeno od tri gena, V, D i J. Svaki paratopni lokus je također polimorfan, tako da tijekom proizvodnje antitijela odabire se jedan alel od V, jedan od D i jedan od J. Ovi segmenti gena zatim se sjedinjuju pomoću nasumične genetske rekombinacije kako bi se proizveo paratop. Regije u kojima se nasumično rekombiniraju geni su hiper-varijabilna regija koja se koristi za prepoznavanje različitih antigena na klonalnoj osnovi.
Geni za antitijela također se ponovno organiziraju u procesu koji se naziva prevođenje klase koji mijenja jednu vrstu teškog lanca fragmenta Fc u drugu, stvarajući drugačiji izotip protutijela koji zadržava varijabilnu regiju specifičnu za antigen. To omogućava da se jedno antitijelo koristi za različite tipove Fc receptora, izraženih na različitim dijelovima imunološkog sustava.
Oblici Oblik protutijela vezan uz membranu može se nazvati površinskim imunoglobulinom (sIG) ili membranskim imunoglobulinom (mIg). To je dio receptora B stanica (BCR), koji omogućuje B stanici da detektira kada je specifičan antigen prisutan u tijelu i pokreće aktivaciju B stanica. BCR se sastoji od površinski vezanih IgD ili IgM antitijela i povezanih Ig-a i Ig-β heterodimera, koji su sposobni za prijenos signala . Tipična ljudska B stanica će imati 50,000 do 100,000 antitijela vezanih za njegovu površinu. Nakon vezanja antigena, oni se nakupljaju u velikim nakupinama, te nakupine mogu prelaziti 1 mikrometar u promjeru, na lipidnim splavima koji izoliraju BCR-ove od većine drugih receptora stanične signalizacije. Ove nakupine mogu poboljšati učinkovitost staničnog imunološkog odgovora. Ljudima, površina stanica je gola oko receptora B stanica za nekoliko stotina nanometara, to dodatno izolira BCR-ove od konkurentskih utjecaja.
Interakcije antitijelo-antigen Paratop protutijela reagira s epitopom antigena. Antigen obično sadrži različite epitope po svojoj površini raspoređenih diskontinuirano, a dominantni epitopi na određenom antigenu nazivaju se odrednicama.
Antitijelo i antigen u interakciji su prostorne komplementarnosti (brava i ključ). Molekularne sile uključene u interakciju Fab-epitopa su slabe i nespecifične - na primjer elektrostatske sile, vodikove veze, hidrofobne interakcije i van der Waalsove sile. To znači da je vezanje između antitijela i antigena reverzibilno, a protutijelo antitijela prema antigenu je relativno, a ne apsolutno. Relativno slabo vezivanje također znači da je moguće da se antitijelo križno reagira s različitim antigenima različitih relativnih afiniteta.
Često, kada se antitijelo i antigen vežu, oni postaju imunološki kompleks, koji djeluje kao jedinstveni objekt i može djelovati kao antigen na svoj način, suprotstavljajući se drugim protutijelima. Slično tome, hapteni su male molekule koje sami po sebi ne izazivaju imunološki odgovor, ali kada se vežu na proteine, rezultirajući kompleks ili adukt haptenskog nosača je antigenski.
Izotipovi Protutijela mogu doći u različitim vrstama poznatim kao isotipovi ili klase. U placentnim sisavcima postoji pet izotipova protutijela poznatih kao IgA, IgD, IgE, IgG i IgM. Svaki imenovani imenom "Ig" prefiksom koji se zalaže za imunoglobulinu (naziv se ponekad koristi zamjenjivo s antitijelom) i razlikuju se u svojim biološkim svojstvima, funkcionalnim mjestima i sposobnosti da se bave različitim antigenom, kao što je prikazano u tablici. Različiti sufiks izotipova antitijela označavaju različite tipove teških lanaca koje sadrži antitijela, sa svakim razredom teškog lanca imenovan abecednim redom: α (alfa), y (gamma), δ (delta), ε (epsilon) i μ (mu). To uzrokuje IgA, IgG, IgD, IgE i IgM.
+ Izotipovi antitijela sisavacaKlasaPodrazredOpisIgA2Nalazi se u područjima sluznice, poput crijeva, dišnog trakta i urogenitalnog trakta, te sprečava kolonizaciju patogenima. Također se nalaze u slini, suzama i majčinom mlijeku.IgD1Djeluje uglavnom kao antigenski receptor na B stanicama koje nisu bile izložene antigenom. Pokazalo se je da aktiviraju bazofile i mastocite da proizvode antimikrobne faktore. IgE1Vezuje se na alergene i aktivira oslobađanje histamina iz mastocita i bazofila, te je uključen u alergiju. Također štiti od parazitskog crva. IgG4U svoja četiri oblika, pruža većinu imuniteta baziranog na protutijelima protiv napadačkih patogena. Jedino protutijelo sposobno prelaziti posteljicu kako bi se postiglo pasivni imunitet fetusu .IgM1Izraženo na površini B stanica (monomera) i u izlučenom obliku (pentamer) s vrlo visokom avidnosti. Eliminira patogene u ranim stadijima B-stanica posredovanog (humoralnog) imuniteta prije nego što postoji dovoljan IgG. alt=Neka protutijela stvaraju komplekse koji se vežu na više antigenskih molekula.|mini|269x269px|Neka protutijela stvaraju komplekse koji se vežu na više antigenskih molekula. Izotip protutijela B stanica se mijenja tijekom razvoja i aktivacije stanica. Nezrele B stanice, koje nikada nisu bile izložene antigenu, izražavaju samo izotip IgM u obliku vezanom za površinu stanice. Limfocit B, u ovom obliku spreman za odgovor, poznat je kao "naivni B limfocit". Naivni B limfocit izražava i površinske IgM i IgD. Su-ekspresija oba ova imunoglobulinskog izotipa čini stanicu B spremnu reagirati na antigen. Aktivacija B stanica slijedi angažiranje molekule antitijela vezanih na stanicu s antigenom, uzrokujući da se stanica podijeli i diferencira u stanicu koja proizvodi antitijela naziva plazma stanicu. U ovom aktiviranom obliku, B stanica počinje proizvoditi protutijelo u izlučenom obliku umjesto membranskog oblika. Neke stanice kćeri aktiviranih B stanica podvrgavaju se prebacivanju izotipa, mehanizmu koji uzrokuje proizvodnju protutijela koja se mijenjaju od IgM ili IgD do drugih izotipova protutijela, IgE, IgA ili IgG, koji imaju određene uloge u imunološkom sustavu.
+Izotipovi protutijela koji nisu pronađeni kod sisavacaKlasaVrsteOpisIgYPronađeno kod ptica i gmizavaca; povezan s IgG kojeg nalazimo kod sisavaca.IgWPronađeno u morskim psima i sabljarkama ; povezan s IgD koji nalazimo kod sisavaca.
Struktura Protutijela su teški (~ 150 k Da ) globularni proteini plazme. Veličina molekule antitijela je oko 10 nm. Imaju šećerne lance (glikani) koji se dodaju konzerviranim aminokiselinskim ostacima.Drugim riječima, protutijela su glikoproteini. Pridruženi glikani su kritički važni za strukturu i funkciju antitijela. Među ostalim, izraženi glikani mogu modulirati afinitet protutijela za svoje odgovarajuće FcR (ove).
Osnovna funkcionalna jedinica svakog protutijela je imunoglobulin (Ig) monomer (koji sadrži samo jednu Ig jedinicu); izlučena protutijela također mogu biti dimerna s dvije Ig jedinice kao s IgA, tetramerom s četiri Ig jedinice kao što je teleostski IgM ili pentamer s pet Ig jedinica, poput IgM kod sisavca. alt=Struktura IgG2 antitijela|mini|Nekoliko imunoglobulinskih domena čine dva teška lanca (crvena i plava) i dva laka lanca (zelena i žuta) protutijela. Imunoglobulinske domene su sastavljene od, između 7 (za konstantne domene) i 9 (za varijabilne domene), β-niti. Varijabilni dijelovi protutijela su njegove V regije, a konstantni dio je njegovo C područje.
Domene imunoglobulina