Was sind antigene Determinanten?

Wer Biologie oder Medizin studiert hat, kennt den Begriff des antigenen Determinantenclusters. Er besteht hauptsächlich aus Proteinen und befindet sich auf der Oberfläche von Antigenmolekülen oder anderen Strukturen im menschlichen Körper. Er wird in zwei Kategorien unterteilt, je nachdem, ob es sich um ein Antigen handelt oder nicht. Eine davon ist der antigenische Determinantencluster und die andere ist der immunogene Determinantencluster. Er fördert die Entwicklung des menschlichen Immunsystems. Im Folgenden wird der antigenische Determinantencluster ausführlich vorgestellt.

Es kann aus einer kontinuierlichen Sequenz (Primärstruktur des Proteins) oder einer diskontinuierlichen dreidimensionalen Proteinstruktur bestehen. Es handelt sich um eine spezielle chemische Gruppe, die die Antigenität bestimmt und auch als antigenes Epitop bezeichnet wird. Die meisten antigenen Determinanten befinden sich auf der Oberfläche antigener Substanzen, während einige im Inneren der antigenen Substanzen vorhanden sind und erst nach der Behandlung mit Enzymen oder anderen Methoden freigelegt werden. Eine natürliche antigene Substanz kann mehrere, vielschichtige Determinanten haben. Je größer das Antigenmolekül ist, desto größer ist die Zahl der Determinantencluster.

Einstufung

Die meisten antigenen Determinanten befinden sich auf der Oberfläche antigener Substanzen, während einige im Inneren der antigenen Substanzen vorhanden sind und erst nach der Behandlung mit Enzymen oder anderen Methoden freigelegt werden. Eine natürliche antigene Substanz kann mehrere, vielschichtige Determinanten haben. Je größer das Antigenmolekül ist, desto größer ist die Zahl der Determinantencluster. Unter den verschiedenen antigenen Determinanten lösen die immunogenen Determinanten am wahrscheinlichsten eine Immunreaktion aus. Determinanten können weiter in zwei Kategorien unterteilt werden:

① Antigen-Determinantencluster. Es wirkt auf B-Zellen und kann an das Fab-Fragment des Gegenstücks binden.

②Determinantencluster für die Immunogenität. Schließlich wirkt es auf T-Zellen und steht in Zusammenhang mit der zellulären Immunität.

Die B-Zell-Determinantencluster aus Antigenmolekülen sind unterschiedlich groß, haben eine maximale Oberfläche von etwa 50 bis 70 mm und sind aus etwa 4 bis 6 Aminosäureresten bzw. Zuckergruppen zusammengesetzt. Ein Polypeptid aus 100 Aminosäureresten kann 14 bis 20 nicht überlappende Determinantencluster aufweisen, die aus linear nebeneinander angeordneten Aminosäuren bestehen. Sie werden daher als lineare oder kontinuierliche Determinantencluster bezeichnet. Globulin ist eine gefaltete Peptidkette im dreidimensionalen Raum, daher sind die meisten seiner Determinanten im Inneren verborgen, was als versteckte Determinanten bezeichnet werden kann. Als funktionelle Determinanten werden die Determinanten bezeichnet, die nur auf der Oberfläche des Organismus vorkommen und von Immunzellen erkannt werden oder an Antikörper binden können. Die Aminosäuren, aus denen dieser Determinantencluster besteht, werden durch die gefaltete Peptidkette gebildet, wodurch die Aminosäuren in derselben Position nebeneinander angeordnet sind und einen Determinantencluster mit einer bestimmten räumlichen Konfiguration bilden. Daher wird er als konformationeller Determinantencluster oder diskontinuierlicher Determinantencluster bezeichnet. Es wurde nachgewiesen, dass die Antigenität eines Antigenmoleküls durch seine Aminosäuresequenz, seine räumliche Konfiguration und die Bewegung seiner determinanten Clusterfragmente bestimmt wird.

T-Zell-Determinantencluster sind immunogene Polypeptidfragmente und stellen kontinuierliche Determinantencluster dar. Es kommt jedoch nicht auf der Oberfläche natürlicher Proteinmoleküle vor und muss von Antigen-präsentierenden Zellen zu kleinen Peptidmolekülen verarbeitet und dann mit ihren eigenen MHC-Molekülen kombiniert werden, bevor sie von T-Zellen erkannt werden können. B-Zell-Determinantencluster können auf der Oberfläche natürlicher Antigenmoleküle existieren und ohne jegliche Verarbeitung direkt von B-Zellen erkannt werden.

Es ist sehr schwierig, die Existenz von T-Zell-Determinantenclustern und B-Zell-Determinantenclustern in natürlichen makromolekularen Proteinantigenen direkt nachzuweisen. Studien mit kleinen Molekülimmunogenen bekannter Struktur haben jedoch die Existenz von zwei entscheidenden Clustern gezeigt. Das Pankreashormon Glucagon besteht aus 29 Aminosäuren und ist immunogen. Die von ihm produzierten Anti-Hormon-Antikörper erkennen sein Aminoende. Die von ihm produzierten Killer-T-Zellen können sein Carboxylende erkennen, das dem Trägerteil des Hormonmoleküls entspricht. Dies beweist, dass das Aminoterminus des Glucagonmoleküls ein B-Zell-Determinantencluster ist, während das Hydroxylterminus ein T-Zell-Determinantencluster ist.

Die Lage dieser beiden entscheidenden Cluster antigener Substanzen bestimmt die Spezifität der humoralen und der zellulären Immunität. Die Größe einer Protein-Antigen-Determinante überschreitet im Allgemeinen nicht 6 bis 8 Aminosäurereste; eine Kohlenhydrat-Antigen-Determinante enthält etwa 6 Einheiten Hexose (Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen); und jede Antigen-Determinante eines Nukleinsäure-Haptens enthält etwa 6 bis 8 Nukleotide. Die Spezifität einer antigenen Determinante hängt nicht nur von ihrer Aminosäurezusammensetzung, -anzahl und -anordnung ab, sondern auch von der lokalen Konfiguration des Moleküls und dem Einfluss des restlichen Moleküls auf diese lokale Konfiguration.