HAPTENS: HISTORIE, FUNKSJONER, EGENSKAPER, IMMUNRESPONS - BIOLOGI - 2026

En hapten er et ikke-antigent, ikke-proteinmolekyl med lav molekylvekt som er i stand til å fremkalle et immunrespons bare når det binder seg til et molekylært transporter eller bærestoff av protein eller karbohydrat. Det skal bemerkes at mange forfattere beskriver det som et "veldig lite antigen".

Et antigent molekyl eller antigen er i noen tekster definert som et hvilket som helst stoff som kan binde med høy spesifisitet til et antistoff produsert av en B-celle eller til en reseptor på membranen til en T-celle, som er lymfocyttene som er ansvarlige for humoral og cellulær immunitet. henholdsvis.

Antigen-antistoffkompleks (Kilde: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Antigener kan være molekyler av enhver type, for eksempel proteiner, metabolitter, sukkerarter, lipider og derivater derav, hormoner, medikamenter, nukleinsyrer, etc.

Imidlertid har bare store makromolekyler de antigene egenskapene som er i stand til å fremkalle lymfocyttresponsene som er nødvendige for fremstilling av antistoffer.

Ethvert stoff som er fremmed for en organisme kan betraktes som et antigen, men uttrykket 'immunogen' brukes ofte for å referere til de antigenene som effektivt utløser en respons av antistoffproduserende B-lymfocytter.

En hapten er derfor et ikke-immunogent antigen, som krever tilknytning til et makromolekyl for å utløse immunresponsene som er karakteristiske for et immunogen.

Egenskaper

Siden immunsystemet er det viktigste "våpenet" til forsvar mot infeksjoner av forskjellige typer patogener og mot fremmedlegemer eller substanser, blant mange andre ting, investerer et menneskes kropp mye krefter og energi i driften. .

Imidlertid blir en person regelmessig utsatt for hva som kan betraktes som flere antigener, som immunsystemet har evnen til å "bestemme" hvilken type molekyler han skal svare på og hvilken type molekyler å ignorere.

En av mekanismene som immunsystemet bruker for å bestemme om man skal reagere på et visst antigen eller ikke, er dens størrelse. Som diskutert ovenfor fungerer således bare "store" molekyler som proteiner, fosfolipider, komplekse karbohydrater og nukleinsyrer som ekte immunogener.

Haptens, siden de er veldig små molekyler, med mindre de er konjugert med en eller annen type makromolekyl, har ikke immunogene funksjoner. Imidlertid anser forskere innen grenen medisin kjent som immunologi haptens å være immunologiske "verktøy."

Årsaken til den forrige uttalelsen har å gjøre med det faktum at noen forskere er opptatt av oppgaven med å konjugere visse haptener til andre større molekyler, som fungerer i deres "transport" og gjør dem immunogene, for å oppnå det individet produserer spesifikke antistoffer mot en bestemt hapten.

Molekylet som er et resultat av forbindelsen mellom et hapten- og et bærermolekyl er kjent som et 'system' eller 'hapten-bærerkompleks', og individer utsatt for dette systemet (virkelig immunogene) produserer antistoffer med evnen til å binde seg spesifikt til disse molekylene i deres Fri form.

Praktisk nytteverdi

Så en av hovedfunksjonene til hapten-bærersystemer er å stimulere produksjonen av antistoffer, som ofte brukes i utviklingen av forskjellige analytiske tester, slik at de er nyttige fra synspunkt av forskning og diagnose. .

Et forsøksdyr eksponert for en hapten kombinert med et protein, for eksempel, vil produsere antistoffer mot hapten, mot epitoper eller antigene determinanter av bærermolekylet, og mot seter dannet i krysset mellom hapten og dens transportør.

Denne egenskapen til hapten-bæreren eller transporteringssystemet er nyttig for å studere de immunologiske virkningene av små variasjoner i strukturen til et antigen på spesifisiteten til immunresponsen.

kjennetegn

Haptens er karakterisert hovedsakelig av deres størrelse og av det faktum at de generelt er organiske molekyler som ikke er proteiner. Her er en kort liste over hovedegenskapene til disse molekylene:

- Kjemiske forbindelser med lav molekylvekt (mindre enn 5 kDa). De kan til og med være veldig små funksjonelle grupper.

Hapten-transportørkompleks. Hapten i dette bildet er en dinitrofenylgruppe (Kilde: MantOs via Wikimedia Commons)

- De er molekyler med antigen spesifisitet, men uten immunogenisk kraft, eller hva er det samme, utløser de ikke produksjon av antistoffer, men de kan gjenkjennes spesifikt av dem i organismer som er immunisert med hapten-bærerkomplekser.

- Bare festet til en "bærer" eller "transporter" -molekyl (fra den engelske transportøren) tilegner de seg immunogenisitet som antigener, ettersom de anerkjennes av immunsystemet.

- De er univalente fra antigenet synspunkt, det vil si at antallet funksjonelle antigene determinanter som haptener har, som er i stand til å binde et antistoff, bare er ett (i motsetning til et naturlig antigen, som er flerverdig).

Immunresponser assosiert med haptens og litt historie

Mye av den nåværende kunnskapen om prosessen med å presentere antigener ved B-lymfocytter, samt rollen til disse cellene i utviklingen av humorale immunresponser, stammer fra forskjellige studier der antistoffresponsen i en immunisert organisme ønsket å bli observert. med et hapten-transportørkompleks.

Karl Landsteiner viet mellom 1920 og 1930 forskningen sin til å lage et kjemisk definert system for å studere bindingen av individuelle antistoffer, ved å bruke for dette dyr dyr immunisert med hapten-bærer-konjugater og sammenligne seraene deres med andre dyrs. immunisert med lignende haptener koblet til forskjellige molekyler.

Hans sammenlignende eksperimenter var rettet mot å bestemme om det var kryssreaksjoner (at det samme antistoffet gjenkjenner mer enn ett antigen) mellom antistoffene produsert som respons på forskjellige hapten-bærerkomplekser, som han var i stand til å analysere hvilke modifikasjoner som forhindret eller tillot disse reaksjonene.

Landsteiner arbeidet var i stand til å få frem immunsystemets spesifisitet for små strukturelle variasjoner i de immunogene determinantene til antigener, samt det store mangfoldet av epitoper som dette systemet har evnen til å gjenkjenne.

Kjennetegn på svarene indusert av hapten-carrier-kompleksene

Fra studiene fra Landsteiner og andre forskere i området, kunne noen spesielle kjennetegn ved immunresponsene indusert ved immunisering med hapten-bærer-proteinkomplekser gjenkjennes.

- Immunresponser krever deltakelse av spesifikke B-lymfocytter for hver hapten og spesifikke hjelper-T-lymfocytter for proteindelen av transportøren.

- Fremkalling av en respons er bare mulig når hapten er fysisk bundet til bærerproteinet.

- Antistoff-antigen-interaksjonen er begrenset av molekylene i det store histokompatibilitetskomplekssystemet i klasse II.

Senere, i immunologiens historie, ble det kjent at disse egenskapene også er karakteristiske for antistoffresponser mot et hvilket som helst proteinantigen.

referanser

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Cellular and molecular immunology E-bok. Elsevier Health Sciences.
2. Skuespiller, JK (2019). Introduksjon Immunology, 2nd: Grunnleggende begreper for tverrfaglige applikasjoner. Academic Press.
3. Kennedy, M. (2011). Immunologi for dummies - en smertefri gjennomgang av grunnleggende begreper (Proceedings).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Lehninger-prinsippene for biokjemi. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Kuby immunologi (s. 692). New York: WH Freeman.