MHC-I und MHC-II Peptide für Bindungsstudien - Genaxxon bioscience tools

 

Genaxxon bioscience bietet verschiedene Peptide an, die für Bindungsstudien an MHC-Klasse-I und MHC-Klasse-II Komplexen, für Alzheimerforschung und anderes benutzt werden können. Der Vorteil dieser Peptide liegt in ihrer definierten und bekannten Aminosäuresequenz und ihrer definierten Reinheit, die es ermöglicht postive Ergebnisse durch unbekannte Verunreinigungen auszuschließen.

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MHC Moleküle (MHC von Haupthistokompatibilitätskomplex (engl. major histocompatibility complex)) sind Proteine, die Proteinbruchstücke (Peptide) auf die Zelloberfläche transportieren und dort dem Immunsystem präsentieren. Dadurch erhält das Immunsystem die Möglichkeit Infektionen zu erkennen und kann z.B. mit der Abtötung einer infizierten Zelle durch einen cytotoxischen T-Lymphocyten oder mit der Aktivierung einer B-Zelle durch einen Helfer-T-Lymphocyten reagieren. MHC-Proteine sind in den Membranen tierischer Zellen gebundene Glycoproteine. In Abhängigkeit von der Spezies existieren auch andere Bezeichnungen, wie HLA (Human Leucocyte Antigen) für den MHC-Komplex beim Menschen.

Beispiele:
Peptid RPPIFIRRL > zur Stimulation humaner EBV EBNA-3A(379-387) spezifischer CD8+ T-Zellen.
Peptid ALYDVVSKL > zur Stimulation von HLA-A2 restricted SLYNTVATL und HIV restricted ALYDVVSKL CD8+ T-Zellen.

Man unterscheidet zwei Klassen von MHC-Proteinen, die sich strukturell und funktionell unterscheiden. Während die MHC-Klasse-I Komplexe auf den meisten Körperzellen eines Säugetiers lokalisiert sind, kommen die MHC-Klasse-II Komplexe nur auf wenigen Zelltypen vor, wie auf B-Zellen, Makrophagen, dendritischen Zellen oder auf dem Thymusepithel.

MHC-I

Ein MHC-I-Molekül besteht aus einer schweren α-Kette (MW 44kDa), mit drei Immunoglobulin-Domän ähnlichen Abschnitten (α1, α2 und α3) und einer Transmembranregion sowie einer nicht kovalent gebundenen leichten β-Kette, die auch β2-Mikroglobulin genannt wird. Die beiden membranfernen Domänen (α1 und α2) bilden eine hochvariable Region, die ähnlich wie bei Antikörpern, viele Millionen verschiedener Peptide binden und dann diese Peptide dem Immunsystem präsentieren können.

Die Aufgabe eines MHC-Klasse-I Komplexes besteht darin, aus dem intrazellulären Peptidpool eine Auswahl zu binden und an die Zelloberfläche zu transportieren. Dabei erfolgt die Peptidbeladung nach der Neusynthese im ER, wobei das Peptid zum integralen Bestandteil des fertiggestellten MHC-Klasse-I Komplexes wird. Welche Peptide ausgewählt werden, hängt von der Spezifität der variablen Domäne (α1 und α2) ab. Die Details des zugrunde liegenden Mechanismus sind noch nicht vollständig aufgeklärt. So wird, z.B. ein cytosolisches Protein beim Proteinabbau durch ein Proteasom in Peptide gespalten und durch Peptidtransporter TAP (von engl. transporter associated with antigen processing) in das ER transportiert. Der Weg der Peptide vom Proteasom zu TAP ist noch nicht bekannt. Möglicherweise sind daran molekulare Chaperones wie Hsp70 beteiligt.

In einer normalen Zelle sind etwa 105-106 MHC-Klasse I Komplexe enthalten, die ca. 104 verschiedene Peptide mit individueller Kopienzahl zwischen 1 und mehr als 10.000 präsentieren. Das Immunsystem ist gegen diese 104 Selbstpeptide tolerant. Kommen jedoch, z.B. durch eine Infektion neuartige Peptide hinzu, so werden sie von den für MHC-Klasse-I Komplex zuständigen T-Zellpopulationen der CD8+-Zellen als fremd erkannt. Neben der Bekämpfung virusinfizierter und maligner Zellen haben T-Zellen, die Peptide auf MHC-Klasse-I Komplexen erkennen, auch Bedeutung für die Entfernung von mit Parasiten oder mit bestimmten Bakterien infizierten Zellen.

MHC-II

MHC-Klasse-II Komplexe bestehen aus zwei nahezu gleich großen Proteinen, einer α-Untereinheit und einer nicht kovalent gebundenen β-Untereinheit. Jede Proteinuntereinheit besitzt zwei extrazelluläre Domänen, ein Transmembransegment und einen sehr kurzen cytosolischen Schwanz. Bei den MHC-Klasse-II Komplexen wird ebenfalls eine hochvariable Peptidbindungsregion von membranfernen Domänen (α1 und β1) gebildet. Im Gegensatz zum MHC-Klasse-I Komplex sind hier beide Untereinheiten in der Zellmembran verankert. Im Gegensatz zum MHC-Klasse-I Komplex, präsentiert der MHC-Klasse-II Komplex extrazelluläre Proteine, die z. B. durch rezeptorvermittelte Endozytose, unspezifische Makropinozytose oder Phagozytose in das Zellinnere gelangt sind.

Wie viele andere Oberflächenproteine bewegen sich die MHC-Klasse-II Komplexe zunächst in das endoplasmatische Retikulum. Damit sie hier nicht an eines der vielen Proteine binden, die sich im endoplasmatischen Retikulum befinden, sind die MHC-Klasse-II Komplexe mit einem Protein namens Invariante Kette, assoziiert. Ein Teil der „Invarianten Kette“ bindet an die hochvariable Region der MHC-II-Klasse Komplexe und verhindert so die Bindung anderer Proteine/Peptide.

Über mehrere Teilschritte gelangt der MHC-Klasse-II Komplex in ein Endosom. Dort wird durch saure Proteasen die "Invariante Kette" gespalten und die dadurch frei gemachte Bindungsstelle durch weitere Schritte mit einem exogenen Peptid belegt.

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