Neuraminidase-Antikörper-Komplex - 3D-Präsentation
Diese 3D-Präsentation vermittelt einen Eindruck von der molekularen Struktur eines Neuraminidase-Antikörperkomplexes. Antikörper sind Proteine mit einer Y-förmigen Gestalt. Sie bestehen aus zwei identischen leichten Ketten (grau und grün in der rechten Abbildung) und zwei identischen schweren Ketten (braun und cyan). Die Arme des Ypsilons werden von zwei identischen Domänen, den Fab-Fragmenten, gebildet, die jeweils aus einer der leichten Ketten und einem Teil einer der schweren Ketten bestehen (grau/cyan und grün/braun). Der Fuß wird von einer weiteren Domäne, dem Fc-Fragment, gebildet, das aus den verbleibenden Teilen der beiden schweren Ketten besteht (braun/cyan). Die Bindungsstellen für das Antigen befinden sich an den Fab-Fragmenten an den äußeren Enden der Y-Arme. Das Fc-Fragment ist u.a. für die Erkennung des Antigen-Antikörper-Komplexes durch Phagocyten erforderlich.
- Abb.1
- Bändermodell eines Antikörpers
Bändermodell eines vollständigen Antikörpers mit Y-förmiger Gestalt. Er besteht aus zwei identischen Fab-Fragmenten (die beiden oberen Arme des Ypsilons; grau/cyan und grün/braun und einem Fc-Fragment (Fuß des Ypsilons; braun/cyan).
In der 3D-Darstellung (unten) ist der Komplex einer Influenza-Neuraminidase (NA) vom Subtyp N9 (aus einem Vogelgrippe-Virus) mit einem antigenbindenden Fab-Fragment eines Antikörpers (hier der monoklonale Antikörper NC41) gezeigt. Das Fab-Fragment tritt über Aminosäuren aus einem bestimmten antigenbindenden Oberflächenbereich, dem Paratop, mit Aminosäuren aus einem antikörperbindenden Oberflächenbereich, dem Epitop, der Neuraminidase (dem Antigen) in bindende Wechselwirkungen (Salzbrücken, Wasserstoffbrücken und hydrophobe Wechselwirkungen). Damit möglichst viele bindende und möglichst wenige abstoßende Wechselwirkungen zustande kommen, müssen Epitop und Paratop in diesem Sinne hochgradig komplementär sein. In diesem Fall sind 17 Aminosäuren des Antikörpers NC41 und 19 Aminosäuren der Neuraminidase (N9) an der Bindung beteiligt. Die hochgradige Komplementarität von Epi- und Paratop und die relativ große Zahl der an der Bindung beteiligten Aminosäuren führen zu der sehr hohen Antigenspezifität (bzw. -selektivität) von Antikörpern. Das Epitop der Neuraminidase liegt zwar in direkter Nachbarschaft zum aktiven Zentrum, die Aminosäuren des aktiven Zentrums sind aber nicht Teil des Epitops und das aktive Zentrum wird vom Antikörper auch nicht direkt verdeckt. Die Antikörper führen nicht in erster Linie zu einer Hemmung der enzymatischen Aktivität der Neuraminidase durch Blockierung des aktiven Zentrums. Stattdessen führen sie das gesamte Neuraminidase- bzw. Antigenmolekül einem vollständigen Abbau in dafür spezialisierten Zellen, den Phagocyten, zu.
- Abb.2
ID: 1 N C D.
Berman, H.M., Westbrook, J., Feng, Z., Gilliland, G., Bhat, T.N., Weissig, H., Shindyalov, I.N., Bourne, P.E. (2000) The Protein Data Bank, Nucleic Acids Research 28, 235–242. RCSB Protein Data Bank (http://www.rcsb.org) .
3D-Animationssteuerung
- NA(N9)-Fab(NC41)-Komplex mit NA-Molekül (gelb), leichter Fab-Kette (grün) und schwerer Fab-Kette (braun).
- Die Fab-Aminosäuren, die mit dem NA-Molekül in Kontakt sind (in cyan).
- Die Aminosäuren des NA-Moleküls, die mit Fab in Kontakt sind (Epitop) (in rot).
- Beide zusammen.
- Alles bisherige als Kalottendarstellung.
- Die Aminosäuren des aktiven Zentrums der NA (in blau).
- Zusätzlich die in Kontakt stehenden Aminosäuren des Fab und der NA (Epitop).
- Alles nochmal in Kalottendarstellung.
Literatur
(1997): Die Struktur des Antikörpermoleküls und der Immunglobulingene. In: Immunologie. C. Janeway A. P. Travers (Hrsg.). Spektrum Akademischer Verlag , 85-95 |
Tulip, W. R.; Varghese, J. N.; Laver, W. G.; Webster, R. G.; Colman, P. M.
(1992):
Refined Crystal Structure of the Influenza Virus N9 Neuraminidase-NC41 Fab Complex. In: J. Mol. Biol.. 227
(1)
, 122-148
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(1992):
Crystal Structure of two Mutant Neuraminidase-Antibody Complexes with Amino Acid Substitutions in the
Interface. In: J. Mol. Biol.. 227
(1)
, 149-159
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