Antikörper - Meister der molekularen Erkennung Worum es geht
Funktion durch Struktur
Antigen-Erkennung
Antikörper-Vielfalt
Selbst und Fremd

Mit herzlichem Dank an Annemarie Honegger vom Biochemischen Institut der Universität Zürich. Ihre Website: A's Amazing Atlas of Antibody Anatomy

Worum es geht

Natürliche Antikörper haben die Aufgabe, körperfremde Stoffe und Mikroorganismen zu erkennen und zu bekämpfen und sind die Hauptakteure der humoralen Immunabwehr. Findet zwischen einem B-Lymphozyten und einer zufällig körperfremden Struktur ein Kontakt statt, der zu einer Bindung mit dem Oberflächen-Antikörper führt, wird der Lymphozyt aktiviert. Wird der Fremdkontakt zudem durch T-Helferzellen der zellulären Immunabwehr bestätigt, wird eine intensive Zellteilung ausgelöst. Gleichzeitig findet eine Differenzierung zu Plasmazellen statt, die riesige Mengen an Antikörpern zu produzieren beginnen. Diese können zur Inaktivierung des Antigens führen und dienen Abwehrzellen als Erkennungszeichen zur Zerstörung des Antigens durch Phagozytose.

Die Immunabwehr mit Hilfe von Antikörpern stellt an einen Organismus hohe Anforderungen:

a) Antikörper sind Teil eines körpereigenen Informationssystems: Neben der Antigen-Erkennung müssen sie zelluläre Vorgänge auslösen können, die zur Mobilisierung der Immunantwort führen.
Wie ist der strukturelle Aufbau eines Antikörpers, der diese Aufgaben ermöglicht?

b) Die Begegnung zwischen Antikörper und Antigen findet auf der Ebene der molekularen Aussenfläche statt, die hauptsächlich aus Oberflächenproteinen besteht.
Welche Strukturen des Antikörpers und welche Kräfte führen zur notwendigen Bindungsstärke, die eine Erkennung ermöglichen?

c) Antigene weisen mit den kurzen Generationszeiten und der grossen Anzahl von Mikroorganismen eine extrem hohe Vielfalt und Wandelbarkeit auf. Ein Organismus ist naturgemäss auf Konstanz und Strukturerhaltung ausgerichtet.
Wie kommt es zur riesigen Vielfalt von Antikörpern?

d) Ein Antikörper begegnet ständig einer grossen Vielfalt von körpereigenen Proteinen. Welche Mechanismen verhindern bei der grossen Antikörper-Vielfalt eine Bindung zwischen Antikörpern und körpereigenen Proteinen, d.h.
Wie unterscheidet ein Antikörper zwischen Selbst und Nicht-Selbst?


Abb 1: Übersicht der zellulären und humoralen Immunabwehr

Neben dem angeborenen Immunsystem, das sich nicht anpassen kann, gibt es bei höheren Organismen zusätzlich noch das adaptive Immunsystem, das hauptsächlich aus B- und T-Lymphozyten besteht (B steht für Bone und T für Thymus für den Ort der Zellreifung).

Ohne Kontakt zu einem Antigen zirkulieren beide Lymphozyten-Arten im Körper in einem Wartezustand ohne eigentliche Abwehrfunktion. Dabei existiert eine riesige Anzahl verschiedender B-Lymphozyten, die sich vor allem durch die Art ihres Antikörpers auf der Oberfläche unterscheiden.

 

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