Antibodies and Antigens - University Institute of Immunology
Antibodies and Antigens - University Institute of Immunology
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Immunologie II für Naturwissenschaftler<br />
<strong>Antibodies</strong> <strong>and</strong> <strong>Antigens</strong><br />
Beda M. Stadler<br />
<strong>Institute</strong> <strong>of</strong> <strong>Immunology</strong><br />
Inselspital<br />
Bern, Switzerl<strong>and</strong><br />
http://www.immunology.unibe.ch/teaching/imm2/immuno2.htm<br />
Learning Goals<br />
• <strong>Antigens</strong><br />
• Receptor Lig<strong>and</strong>s<br />
• Antibody Structure<br />
• Isotypes - Idiotypes - Allotypes<br />
• Affinity/ Avidity<br />
2<br />
1
Die Ig Superfamilie<br />
IL-1R<br />
(type 1)<br />
Ig domain<br />
(70 – 110 aa)<br />
ICAM-2<br />
IgG<br />
TCR<br />
CD4<br />
MHC I<br />
FceRIa<br />
b 2 m<br />
Folie 3<br />
THE IMMUNOGLOBULIN<br />
SUPERFAMILY<br />
4<br />
2
Wir können „alles“ erkennen<br />
• Immunsystem erkennt<br />
fremde & eigene Antigene<br />
• ... alle Eiweisse und viele<br />
Zucker und ...<br />
• Schätzung 10 12 Strukturen<br />
Folie 5<br />
Erkennbare Strukturen: Antigene<br />
Protein 0.01 mm<br />
Bakterium 1 mm<br />
Zelle 10 mm<br />
Virus 0.1 mm<br />
Folie 6<br />
3
Epitop-Hapten-Immunogen<br />
Immunogen<br />
kontinuierliches Epitop<br />
Hapten<br />
nicht immunogen<br />
Diskontinuierliches<br />
Epitop<br />
Folie 7<br />
Immunogenizität eines <strong>Antigens</strong><br />
(molekulare Beschaffenheit)<br />
• Grad der Verw<strong>and</strong>schaft<br />
• Grösse<br />
• Chemische Zusammensetzung<br />
• Molekulare Struktur:<br />
konformationelle oder<br />
sequenzielle Determinanten<br />
• Physikalische Eigenschaft<br />
• denaturiert > nativ<br />
• Repetierte Epitope<br />
• Partikel > löslich<br />
• Degradierbarkeit<br />
• Ag Prozessierung<br />
Folie 8<br />
4
Immunogenizität eines <strong>Antigens</strong><br />
(molekulare Beschaffenheit)<br />
• Dosis<br />
• Route<br />
– subkutan > intravenös > intragastrisch<br />
• Adjuvans<br />
– Substanzen die eine Immunantwort gegen ein<br />
Antigen verstärken<br />
Folie 9<br />
Immunsystem: Rezeptor-Lig<strong>and</strong> Paare<br />
Antikörper<br />
T Zell Rezeptor<br />
MHC<br />
FcR<br />
Zytokin-R<br />
Antikörper<br />
natives Antigen<br />
fragment. Antigen<br />
Antigen-Peptide<br />
Antikörper<br />
Zytokin<br />
Antikörper<br />
Folie 10<br />
5
Spezifische vs unspezifische<br />
Rezeptoren<br />
Folie 11<br />
Serum/Antiserum<br />
12<br />
6
Serum Elektrophorese<br />
-<br />
Globuline<br />
gamma<br />
beta<br />
alpha2<br />
alpha1<br />
Albumin<br />
+<br />
Paraproteinämie-Patient<br />
13<br />
Drei antigen-spezifische Rezeptoren<br />
BcR<br />
Antikörper<br />
TcR<br />
MHC<br />
Folie 14<br />
7
Antigen-spezifische Zellen<br />
BcR<br />
=<br />
Antikörper<br />
TcR<br />
MHC<br />
T Zellen<br />
B Zellen<br />
kernhaltige<br />
Zellen<br />
Folie 15<br />
Antikörper Protein Struktur (I)<br />
Folie 16<br />
8
Antikörper Protein Struktur (II)<br />
Folie 17<br />
Structure <strong>of</strong> an<br />
antibody light chain<br />
18<br />
9
Proteolytic fragments <strong>of</strong> an<br />
IgG molecule.<br />
19<br />
Hypervariable regions in<br />
Ig molecules<br />
20<br />
10
Binding <strong>of</strong> an antigen by an antibody<br />
21<br />
Flexibility <strong>of</strong> antibody molecules<br />
22<br />
11
Antikörperklassen<br />
B Zelle<br />
d<br />
m<br />
g<br />
a<br />
e<br />
Isotyp<br />
IgD<br />
IgM<br />
IgG<br />
IgA<br />
IgE<br />
Antikörper<br />
Folie 23<br />
Isotypen = Klassen<br />
24<br />
12
IgG Subklassen<br />
Folie 25<br />
Membrane <strong>and</strong> secreted forms <strong>of</strong> Ig<br />
heavy chains<br />
26<br />
13
Anzahl: Antigene = Antikörper<br />
~10 9 -10 12<br />
Antigene<br />
~10 9 -10 12<br />
Antikörper<br />
B & T Zellen<br />
Folie 27<br />
Das antiidiotypische Netzwerk<br />
Antigen<br />
„gleiches“<br />
Epitop<br />
Anti-idiotyp<br />
Antikörper<br />
etc.<br />
Anti-anti-idiotyp<br />
Folie 28<br />
14
Ig expression during B lymphocyte<br />
maturation<br />
29<br />
The nature <strong>of</strong> antigenic determinants<br />
30<br />
15
Valency <strong>and</strong> avidity <strong>of</strong> antibodyantigen<br />
interactions<br />
31<br />
Berechnung der Affinität<br />
Ag + Ab Ag-Ab<br />
Anwendung des Massenwirkungsgesetz<br />
[Ag-Ab]<br />
Keq =<br />
[Ag] x [Ab]<br />
Folie 32<br />
16
Avidität<br />
Bindungstärke zwischen<br />
mehreren Epitopen und einem multivalenten Ak<br />
K eq = 10 4<br />
Affinität<br />
10 6<br />
Avidität<br />
10 10<br />
Avidität<br />
Folie 33<br />
Kreuzreaktivität<br />
Ein (eine Population) Antikörper reagiert mit<br />
mehr als einer Antigendeterminante (Antigene)<br />
Kreuzreaktionen<br />
Anti-A<br />
Ak<br />
Anti-A<br />
Ak<br />
Anti-A<br />
Ak<br />
Ag A<br />
Ag B<br />
gemeinsames<br />
Epitop<br />
Ag C<br />
ähnliches<br />
Epitop<br />
Folie 34<br />
17
Antigen-antibody complexes<br />
35<br />
Direkter Coombs Test<br />
36<br />
18
19<br />
Immunodiffusion<br />
(Ouchterlony Gel)<br />
37<br />
Identität<br />
1<br />
A<br />
4<br />
2<br />
3<br />
6<br />
5<br />
Partielle<br />
Identität<br />
1<br />
A<br />
4<br />
2<br />
3<br />
6<br />
5<br />
Keine Identität<br />
1<br />
A<br />
4<br />
2<br />
3<br />
6<br />
5<br />
A<br />
1<br />
2<br />
Antigen<br />
Kontrollserum<br />
Testserum<br />
Präzipitinkurve<br />
38<br />
Antigen<br />
+<br />
Anti-A<br />
Anti-B<br />
Anti-C<br />
C<br />
B<br />
A<br />
Antikörper<br />
Immunkomplex<br />
Immunkomplex<br />
Antigen<br />
Prozone<br />
Postzone<br />
Äquivalenz
Radiale Immunodiffusion<br />
Antikörper im Gel<br />
Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
Ag<br />
Diameter 2<br />
AK Konzentration<br />
39<br />
Changes in antibody structure during<br />
humoral immune responses<br />
40<br />
20
MONOCLONAL<br />
ANTIBODIES<br />
41<br />
21
Change language