备课素材：抗体依赖的细胞内中和反应-高二上学期生物人教版选择性必修1.docx

依赖的细胞内的抗体中和反应 先看一道试题： 2019新型冠状病毒（2019-nCoV）是新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）的致病因子，是引起全球大流行的原因。安全、有效且可快速部署的疫苗是全球控制疫情传播的有效措施。中和抗体能够反映疫苗的有效性。病毒中和抗体的主要作用是( )。 A、阻止病毒吸附 B、抑制病毒基因表达 C、干扰病毒蛋白的合成 D、阻止病毒装配和释放 答案：A 这道试题提到了“中和抗体”。那么，什么是中和抗体？原理是什么？ 抗体是免疫系统在抗原的刺激下，由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化而成的浆细胞产生的可以与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白. 传统意义上认为抗体可以通过其可变区（V区）与病毒的特异性表位高度亲和，包被病毒粒子，阻断病原体吸附、侵入细胞进而发挥保护机体免受病原体侵害的中和作用。此外，抗体还可以与抗原形成复合物后通过其Fc段与表达 Fc受体（FcR）的免疫细胞结合,发挥不同的免疫功能。如抗体依赖的调理作用以及抗体依赖的细胞介导的细 胞毒（ADCC）作用。 过去认为,抗体的抗病毒作用仅限定在细胞外，当病毒侵入细胞后，抗体就失去了防御病毒感染的功能。 然而，最近的研究表明抗体可以通过招募三基序蛋白21（TRIM21），将病毒-抗体二元复合物靶向蛋白酶体进而将病毒清除,这在免疫学上被称为TRIM21介导的抗体依赖的细胞内中和反应（ADIN ）。 1. TRIM21蛋白结构 TRIM21是由干扰素诱导的TRIM蛋白，又名Ro52/SS-A,早期作为干燥综合征、系统性红斑狼疮等自身免疫病的抗原被广泛研究。人源TRIM21蛋白分子量为52 kD，由位于氨基端的RING - finger结构域、B - box结构域、Coiled - coil结构域及羧基端的PRY-SPRY结构域组成。RING结构域含有E3泛素连接酶活性， 用于转移与 E2 泛素结合酶结合的泛素分子。该结构域中保守的半胱氨酸和组氨酸残基与两个锌离子形成结合位点，用于维持蛋白质的三维结构. B-box结构域包含一个由$螺旋及三个折叠股组 成的核心结构，该结构采取PP?P的折叠方式,通过与锌离子结合稳定蛋白的空间构象。B-bo：可以占据RING结构域中的E2泛素结合酶位点，从而阻断E2与TRIM21的结合，调节TRIM21的泛素化活性。Coiled -coil结构域是由多个$螺旋相互缠绕而成的超螺旋结构，具有七残基及十一残基重复序列,可促进TRIM21形成同源二聚体或者与其他TRIM蛋白形成异源二聚体。Coiled-coil结构域也可以参与对底物的识别与泛 素化过程。TRIM21的PRY- SPRY结构域由PRY及SPRY两个子结构域组成，分别含有约60和150个氨基酸残基。 晶体结构分析表明,PRY-SPRY是一个球状三维折叠结构，内含一个由两个反向平行的折叠片组成的扭曲的-三明治结构。PRY - SPRY包含2个由6个可变的loop环形成的结合“口袋”，这两个口 袋分别位于PRY及SPRY子结构域,用于结合抗体Fo段的CH2% CH3区域. 2.抗体依赖的细胞内中和反应 病毒中和反应是抗体阻断病毒感染细胞的一种重要机制。过去认为，病毒中和反应只发生在细胞外且不需要其他效应分子的参与。用于解释中和作用的occupancy模型认为封闭病毒粒子抗原表位的抗体达到一定的阈值以后，才能阻断病毒侵入细胞发挥中和作用.然而此模型却不能解释为什么单个中和抗体就可以失活病毒粒子的现象，直到基于TRIM21介导的ADIN被发现后才使得人们对中和作用机制的认识更加全面. 2. 1病毒通过胞吞作用进入细胞 病毒-抗体二元复合物与靶细胞表面的受体结合后，激活下游的激酶信号通路。复合物经内化，膜泡转运后与胞内体融合，借助胞内体的酸性pH环境发生构象改变，然后裂解并穿透胞内体的膜囊进入细胞质中。 研究显示，并非所有的抗体都可以结合着病毒进入到细胞质中。例如,在包膜病毒的膜囊与细胞质膜融合，释放病毒进入胞内体的过程中，抗体会与病毒分离，被阻断在细胞外。此外，某些非包膜病毒（如鼻病毒HRV2），在感染细胞时会将基因组由胞内体的膜孔释放入细胞质中,由于膜孔的孔径太小，抗体不能与基因组一起进入细胞质中. 2. 2 病毒-抗体复合物与TRIM21蛋白的结合 TRIM21在溶液中通过Coiled-coil结构域组装成同源二聚体，当病毒-抗体复合物进入细胞质后,TRIM21的PRY - SPRY会与抗体的Fo段形成疏水性结合口袋，PRY、SPRY两个子结构域各结合于Fo段的CH2CH3区域,二聚体与抗体的结合比例为1 : 1. 研究表明，氨基酸H433fo, N434fo以及H435”。为抗体Fc段的“热点残基”，H433F，N434F可以与位于TRIM21 SPRY结构域的