Структура и классы иммуноглобулинов | Thermo Fisher Scientific

На этой странице представлена ​​номенклатура и критерии, используемые для описания структуры, классов и функциональных типов иммуноглобулинов.

Состав иммуноглобулинов

Молекулы антитела (или иммуноглобулина) представляют собой гликопротеины, состоящие из одной или нескольких единиц, каждая из которых содержит четыре полипептидные цепи: две идентичные тяжелые цепи (H) и две идентичные легкие цепи (L).Аминоконцевые концы полипептидных цепей демонстрируют значительные вариации в аминокислотном составе и называются вариабельными (V) областями, чтобы отличать их от относительно константных (C) областей. Каждая L-цепь состоит из одного вариабельного домена, VL, и одного константного домена, CL. Цепи H состоят из вариабельного домена VH и трех константных доменов Ch2, Ch3 и Ch4. Каждая тяжелая цепь имеет примерно в два раза больше аминокислот и молекулярную массу (~ 50 000), чем каждая легкая цепь (~ 25 000), в результате общая молекулярная масса мономера иммуноглобулина составляет приблизительно 150 000.

Обобщенная структура иммуноглобулина (IgG).

Аннотированная схема структуры иммуноглобулинов.

Тяжелые и легкие цепи удерживаются вместе за счет комбинации нековалентных взаимодействий и ковалентных межцепочечных дисульфидных связей, образуя двустороннюю симметричную структуру. V-области H- и L-цепей содержат антигенсвязывающие сайты молекул иммуноглобулина (Ig). Каждый мономер Ig содержит два антигенсвязывающих сайта и считается двухвалентным.

Шарнирная область — это область H-цепей между первым и вторым доменами C-области, которая удерживается вместе дисульфидными связями. Этот гибкий шарнир (обнаруженный в области IgG, IgA и IgD, но не IgM или IgE) позволяет варьировать расстояние между двумя антигенсвязывающими сайтами.

Классы иммуноглобулинов

Пять основных классов иммуноглобулинов — это IgG, IgM, IgA, IgD и IgE.Они различаются по типу тяжелой цепи, содержащейся в молекуле. Молекулы IgG имеют тяжелые цепи, известные как гамма-цепи; IgM имеют мю-цепи; IgA имеют альфа-цепи; IgE имеют эпсилон-цепи; и IgD имеют дельта-цепи.

Различия в полипептидах тяжелых цепей позволяют этим иммуноглобулинам действовать в различных типах иммунных ответов и на определенных стадиях иммунного ответа. Последовательности полипептидного белка, ответственные за эти различия, обнаруживаются в основном во фрагменте Fc.Хотя существует пять различных типов тяжелых цепей, есть только два основных типа легких цепей: каппа (κ) и лямбда (λ).

Классы антител различаются по валентности из-за разного количества Y-подобных единиц (мономеров), которые соединяются с образованием полного белка. Например, у людей функционирующие антитела IgM имеют пять Y-образных единиц (пентамер), содержащих всего 10 легких цепей, 10 тяжелых цепей и 10 антигенсвязывающих.

Класс IgG

Свойства IgG:

• Молекулярный вес: 150,000
• Тип H-цепи (MW): гамма (53000)
• Концентрация в сыворотке: от 10 до 16 мг / мл
• Процент общего иммуноглобулина: 75%
• Гликозилирование (по весу): 3%
• Распространение: внутри- и внесосудистое
• Функция: вторичный ответ
• Узнать больше об IgG »

Класс IgM

Свойства IgM:

• Молекулярный вес:

  0

• Тип H-цепи (MW): mu (65,000)
• Концентрация в сыворотке: 0.От 5 до 2 мг / мл
• Процент общего иммуноглобулина: 10%
• Гликозилирование (по весу): 12%
• Распространение: преимущественно внутрисосудистое
• Функция: первичный ответ
• Узнать больше об IgM »

IgA класс

Свойства IgA:

• Молекулярная масса: 320,000 (секреторная)
• Тип Н-цепи (MW): alpha (55,000)
• Концентрация в сыворотке: от 1 до 4 мг / мл
• Процент общего иммуноглобулина: 15%
• Гликозилирование (по весу): 10%
• Распространение: внутрисосудистое и в секрете
• Функция: защита слизистых оболочек
• Узнать больше об IgA »

Класс IgD и IgE

Свойства IgD:

• Молекулярный вес: 180000
• Тип H-цепи (MW): дельта (70,000)
• Концентрация в сыворотке: от 0 до 0.4 мг / мл
• Процент общего иммуноглобулина: 0,2%
• Гликозилирование (по весу): 13%
• Распределение: поверхность лимфоцитов
• Функция: неизвестно

Свойства IgE:

• Молекулярный вес: 200000
• Тип H-цепи (MW): epsilon (73,000)
• Концентрация в сыворотке: от 10 до 400 нг / мл
• Процент общего иммуноглобулина: 0,002%
• Гликозилирование (по весу): 12%
• Распространение: базофилы и тучные клетки в слюне и выделениях из носа
• Функция: защита от паразитов
• Узнать больше об IgE »

Подклассы иммуноглобулинов

Помимо основных классов иммуноглобулинов, существует несколько подклассов Ig у всех представителей определенного вида животных.Антитела классифицируются на подклассы на основании незначительных различий в типе тяжелой цепи каждого класса Ig. У человека существует четыре подкласса IgG: IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4 (пронумерованы в порядке уменьшения концентрации в сыворотке).

Разница между разными подклассами меньше, чем дисперсия между разными классами. Например, IgG1 более близок к IgG2, IgG3 и IgG4, чем к IgA, IgM, IgD или IgE. Следовательно, связывающие антитела белки (например, белок A или белок G) и большинство вторичных антител, используемых в методах иммунодетекции, перекрестно реагируют с несколькими подклассами, но обычно не с несколькими классами Ig.

Поликлональные и моноклональные антитела

Антитела (независимо от их класса или подкласса) производятся и очищаются в двух основных формах для использования в качестве реагентов в иммуноанализах: поликлональной и моноклональной.Обычно иммунологический ответ на антиген неоднороден, что приводит к тому, что множество различных клеточных линий B-лимфоцитов (предшественников плазматических клеток) продуцируют антитела к одному и тому же антигену. Все эти клетки происходят из общих стволовых клеток, но каждая развивает индивидуальную способность вырабатывать антитело, которое распознает определенную детерминанту (эпитоп) того же антигена. Как следствие этого гетерогенного ответа, сыворотка иммунизированного животного будет содержать многочисленные клоны антигенспецифических антител, потенциально из нескольких различных классов и подклассов иммуноглобулинов, составляющих обычно от 2 до 5% от общего иммуноглобулина.Поскольку он содержит этот гетерогенный набор антигенсвязывающих иммуноглобулинов, антитело, очищенное из такого образца, называется поликлональным антителом. Поликлональные антитела, которые обычно очищают непосредственно из сыворотки, особенно полезны в качестве меченых вторичных антител в иммуноанализах.

Поскольку отдельный B-лимфоцит продуцирует и секретирует только одну специфическую молекулу антитела, клоны B-лимфоцитов продуцируют моноклональные антитела. Все антитела, секретируемые клоном В-клеток, идентичны, что обеспечивает источник гомогенного антитела, имеющего единственную определенную специфичность.Однако, хотя В-лимфоциты могут быть выделены из суспензий клеток селезенки или лимфатических узлов, вырезанных у иммунизированных животных, они имеют ограниченную продолжительность жизни и не могут быть культивированы непосредственно для получения антител в полезных количествах. К счастью, это ограничение было преодолено с разработкой технологии гибридом, в которой изолированные В-лимфоциты в суспензии сливаются с миеломными клетками того же вида (обычно мыши) для создания моноклональных гибридных клеточных линий, которые практически бессмертны, сохраняя при этом свои антитела. производственные способности.Такие гибридомы можно хранить в замороженном виде и культивировать по мере необходимости для получения специфического моноклонального антитела. Моноклональные антитела особенно полезны в качестве первичных антител в тех случаях, когда требуется специфичность одного эпитопа и постоянный запас в течение многих лет использования. Клоны гибридомы можно выращивать в культуре клеток для сбора антител из асцитной жидкости.

Ссылки

1. Альбертс, Б., и другие. (1983). Молекулярная биология клетки. Garland Publishing, Inc., Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
2. Харлоу, Э. и Лейн, Д. (1988). Антитела: лабораторное руководство. Лаборатория Колд-Спринг-Харбор, Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк.
3. Sites, D.P., et al. (1976). Фундаментальная и клиническая иммунология. Медицинское издание Ланге, Лос-Альтос, Калифорния.

Что такое почва и как она образуется? — География

Почва — это сущность и основа жизни на планете Земля. Без почвы не может быть жизни.

Определение почвы

Почва представляет собой сложную смесь минералов, воды, воздуха, органических веществ и многих разлагающихся организмов и живых существ. Это непосредственная поверхность земли, которая поддерживает жизнь растений. Почва — это старинный земной материал, который претерпевал изменения за миллиарды лет. Он подвергся изменениям окружающей среды, катастрофам и температурным воздействиям.

Как образуется почва?

Почвообразование — процесс и факторы

Почвообразование — длительный и медленный процесс. Почва постоянно размывается и формируется. Говорят, что почвообразование занимает от 500 до 1000 лет! Геология, топография, биология, климат и время — ключевые факторы, способствующие почвообразованию. Камень не станет почвой, пока не разобьется на мелкие кусочки грязи.

Геология или ландшафт, где многие каменистые поверхности за тысячи лет разрушаются под воздействием погодных условий, ветра, дождя, землетрясений, вулканов и оседают в виде груды грязи, превращаясь в песок, ил или глину.Это известно как стадия измельчения.

Время — важный фактор. На вновь открытой поверхности будет очень мало почвы по сравнению со старыми поверхностями, которые будут иметь более богатую и глубокую почву.

Биология возникает, когда водоросли и грибки, называемые лишайниками, начинают оседать на измельченной грязи. Водоросли улавливают солнечный свет и превращают его в сахар и кислород. Лишайники еще больше разрушают породы с образованием кислоты. Они служат для хранения питательных веществ и воды, необходимых для роста растений на почве.Позже такие животные, как змеи, дождевые черви, муравьи, закапываются в почву и снабжают ее питательными веществами в виде разложения. Они придают богатство почве.

Климат — один из основных факторов, влияющих на формирование почвы. При высоких температурах и высоком содержании воды почвообразование ускоряется. При более низких температурах и меньшем количестве осадков почвообразование замедляется. Таким образом, теплые и влажные регионы имеют более богатую почву и обильную зелень.

Таким образом, взлеты и падения на холмах и в горах являются топографическими факторами.На равнине почва имеет тенденцию углубляться и не подвергается эрозии. Крутые склоны подвержены большей эрозии почвы. Дренаж также влияет на почвообразование, то есть на то, насколько быстро почва избавляется от лишней воды. Большинство мест заболочены, что препятствует почвообразованию.

Чтобы получить дополнительную информацию о профиле почвы, посетите: https://mocomi.com/soil-profile/

5 Мониторинг и управление качеством почвы | Качество почвы и воды: повестка дня для сельского хозяйства

ухудшение качества почвы, за исключением тех почв, которые подвержены быстрой и необратимой деградации.

Влияние деградации почвы на продуктивность

Четыре крупных исследования предсказали, что потери урожая в результате эрозии почвы будут менее 10 процентов в течение следующих 100 лет (Crosson and Stout, 1983; Hagen and Dyke, 1980; Pierce et al., 1984; Putnam et al., 1988). Такие прогнозы потерь низкой урожайности в сочетании с растущей озабоченностью по поводу ущерба качеству воды за пределами участка в результате сельскохозяйственного производства начали смещать акцент федеральной политики на ущерб за пределами участка, вызванный эрозией.

Однако потеря продуктивности почвы на месте из-за нынешних разрушающих сил была недооценена. Прогнозы низких уровней потерь продуктивности сельского хозяйства, вызванных эрозией, во многом основаны на гипотезе о том, что почти две трети U.Урожайность S. пахотных земель в течение следующих 100 лет будет незначительной или не будет снижена вообще (Pierce, 1991). Потери продуктивности на оставшейся одной трети земель могут быть серьезными (Pierce et al., 1984), но эти потери маскируются большей площадью почв, которые менее уязвимы для эрозии (Pierce, 1991).

Что еще более важно, при оценке потерь продуктивности в результате эрозии не учитывались убытки, вызванные овражной и эфемерной эрозией, отложениями (Pierce, 1991) или снижением доступности воды из-за уменьшения инфильтрации осадков.В этих исследованиях также предполагалось, что оптимальный статус питательных веществ поддерживается на эродированных землях за счет внесения удобрений, навоза или других источников питательных веществ для растений. Замена этих питательных веществ обходится дорого. Ларсон и его коллеги (1983) подсчитали, что в 1982 г. количество азота, фосфора и калия с пахотных земель США, потерянных в эродированных отложениях, составило 9 494, 1704 и 57 920 метрических тонн соответственно (10 465, 1878 и 63 846 тонн соответственно). Стоимость потерянного азота, фосфора и калия оценивается в 677 миллионов долларов, 17 миллионов долларов и 381 миллион долларов соответственно.

Кроме того, оценки воздействия деградации почвы на продуктивность были сосредоточены на потерях урожая, ожидаемых в результате повреждения пахотных земель в результате эрозии. Пахотные земли страны также страдают от уплотнения, засоления, подкисления и других факторов. Эти повреждения увеличивают потери урожая в результате эрозии. Что еще более важно, эрозия ускоряет процессы уплотнения, засоления и подкисления. Обратное также верно. Если учесть все процессы деградации и их взаимодействия, потери урожая будут больше, чем прогнозировалось в прошлом.

Уокер и Янг (1986) предположили, что использование абсолютных сокращений урожайности в качестве меры потерь урожайности маскирует более