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TCR
Ag
peptide
T Cell
APC
Estructura del receptor del limfocito T!
El TCR es un heterodímero formado por 2 cadenas,! y " glicosiladas, de 248 y 282 aa, expresado en la superficie de los linfocitos T.! Ambas pertenecen a la famila de las inmunoglobulinas y constan de un dominio variable y otro constante, con un SS intradominio, que se asocian entre sí a través de interacciones hidrofóbicas y un SS intercatenario.! Estructuralmente se asemeja al fragmento Fab de las Igs: dominios V, la variabilidad se concentra en los CDR, que conforman los bucles que forman el sitio de reconocimiento del Ag: restricción.! Distribución clonal (una especificidad por clon): 30.000 moléculas por célula T!
! Dos tipos de TCR:!
- Uno mayoritario en periferia (>90% circulantes en humanos) que utiliza las cadenas alfa y beta (TCR !" **): reconoce péptidos antigénicos presentados por las moléculas del MHC expresadas en la superficie celular de las células diana o APC, o glicolípidos presentados por CD1: restricción MHC.!
- Uno menos abundante que se expresa en células T asociadas a epitelio de las mucosas que utiliza las cadenas gamma y delta (TCR** #$ ): no es restringido por el MHC y los antígenos pueden ser de naturaleza variable (moléculas fosforiladas, lipídicos, proteínas no procesadas, intermediarios metabólicos, etc).! !!!!! - Funciones, distribución y ontogenia diferenciadas.! TCR !" y #$! Complejo TCR-CD3! E l r e c e p t o r d e l a s c é l u l a s T s e a s o c i a d a nocovalentemente al complejo de moléculas CD3: 3 dimeros de cadenas #, $, 2% y 2 & intracelulares (en
ratón existe la ' ).!
-! - biosíntesis del TCR: transporte a la membrana! -! - responsables de la transducción de señales al interior de la célula! -! Estabilización por interacciones polares en la región de transmembrana! -! - S e ñ a l i z a c i ó n a t r a v é s d e m o t i v o s I TA M (Immunoreceptor Tyrosine Activation Motifs)! ! YxxL/Ix6-9YxxL/I! Src kinasas (Fyn, LcK)!
Generación TCR: reordenación génica!
Recombinasas
RAG-1 y RAG-2,
unión heptámeros y
nonámeros,!
regla 12-23 RSS, TdT!
Diversidad TCR vs Ig! En la generación de la diversidad del TCR o p e r a n t o d o s l o s m e c a n i s m o s generadores de diversidad del proceso de recombinación somática que tienen lugar en las Igs:
. Diversidad combinatorial . Diversidad de unión . Diversidad palindrómica, P . Diversidad TdT, N L a s e n z i m a s y p r o c e s o s , s o n esencialmente las mismas en ambos casos: DNA ligasas y endonucleasas, recombinasas RAG-1 y RAG-2, regla 12-
RSS unión heptámeros y nonámeros, TdT!
Diversidad y reconocimiento TCR! 67! 54! No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y, a continuación, abra el archivo de nuevo. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen e insertarla de nuevo. No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y, a continuación, abra el archivo de nuevo. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen El TCR reconoce determinantes antigénicos peptídicos presentados por las moléculas del MHC: reconocimiento del complejo MHC-péptido! restricción. La naturaleza y carácterísticas de los epítopos reconocidos viene determinada por la molécula presentadora: los epítopos son péptidos lineales, productos del procesamiento proteolítico de proteínas. En el caso de CD1.... Los linfocitos T reconocen epítopos del interior de las proteínas, sin preferencia por las zonas expuestas al medio. Los residuos que contribuyen de manera mas relevante a la interacción con el TCR (o con el Ab) se denominan inmunodominantes. Igualmente, se conocen como inmunodominantes aquellos epítopos reconocidos preferencialmente durante una respuesta inmne. No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y, a continuación, abra el archivo de nuevo. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen MHC péptido
TCR
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OrientaciónTCR sobre pMHC!
Orientación diagonal variable
TCR-pMHC footprint! El péptido contribuye entre un 20-35% de la superficie reconocida del complejo MHC-pep. El número de contactos directos del TCR con el peptido constituyen entre el 25-50% del total. V! y Vß al 50%. CDR3 el mas relevante La mayor parte de la superficie de interacción se da entre el TCR y las! hélices del MHC. No hay cambios conformacionales en la región constante del TCR, pero si en la región de interacción. Interacciones polares numerosas Interacción planar extensa: 2x1000Å^2! CDR1 y CDR2 guían el acoplamiento del complejo MHC- TCR (triadas de anclaje, docking , con residuos MHC)! Regiones discretas del TCR (CDR2ß) confieren capacidad intrínseca de interacción con el MHC! CDR3 responsable fundamental de la especificidad del reconocimiento antigénico.!
CDR3 of TCR: conformational plasticity!
Conformational changes may
occurr both in pMHC and TCR
upon interaction: induced fitting.!
MHC is relatively fixed:
movements restricted to side
chains and small block
displacements!
Davis S. et. al. Nature Immunology 4:217-224 (2003) TCR/pMHC complex affinities! Paradoja:!
**- La afinidad de la interacción TCR/pMHC es muy baja: 10 uM y una vida media muy corta 10 s (Kon lenta y Koff rápida)!
- Muy pocos complejos pMHC disponibles:< 100. 1 sólo pMHC ya es reconocido: 10 activación total.!
- La activación de las células T requiere tiempos largos : 2 horas! Modo de interacción:! ! CDR1 y CDR2 unen fundamentalmente MHC, situando al TCR en la orientación adecuada! ! ajuste inducido de CDR3: reconocimiento específico péptido**! **estabilización de interacción.! Se escanea la superficie celular en busca de complejos con péptidos antigénicos específicos: la alta Koff permite interaccionar al TCR con muchos pMHC “acumulando” la señal de los específicos: muchos TCR, pocos MHC- pep!
- La interacción en la superficie celular (membrana plasmática) aumenta la afinidad,** por aumento de hasta 100 veces de la Kon, aunque también aumenta la Koff.! Estabilización de la interacción por los coreceptores CD4 y CD8.!
Antigen Recognition by Antibodies (Ab) and T-cell Receptors (TCR)!
-! Surface area ~ 2x750 Å^2 -! Ag contributes totally to surface
area!
-! Epitope discontinuous in antigen
(Ag) sequence!
-! High affinity interaction! -! Many hydrophobic interactions! -! Avidity dictated by multivalency
and coreceptor (BCR)!
-! High conformational
complementarity - fit.!
-! Surface area ~ 2x1000 Å^2! -! Ag peptide contributes less than
40% of surface area!
-! Epitope continuous in Ag sequence! -! Low affinity interaction! -! Many polar contacts! -! Avidity dictated by coreceptor and
accesory molecules!
-! Partial conformational
complementarity!
Ab - Ag TCR – MHC/peptide Otherwise, very similar! Epítops B "
(Reconeixement per BCR, Ig)
Ig-Ag# Uneix Ag soluble# No intervé el MCH# Ag: proteïna, polisacàrit, lípid # Epítop: accesible, polar, móvil, amb# freqüència conformacional# Epítops T!
(Reconeixement per TCR)#
TCR-Ag-MHC# No uneix Ag soluble# Restricció MHC: reconeix Ag# processat i presentat per MHC--> peptid# Ag: sempre proteïna, excepte restrictió per CD1# Epítop: intern, desnaturalitzat,# péptit linial# Epítops B vs Epítops T!
Reconocimiento de CD1d por el TCR de las iNKT!
hCD1d-V!24J! 18!
Classical MHC-TCR!
Glicolípido!
Péptido!
CD1d-TCR vs MHC-TCR footprints!
hCD1d-V!24J! 18! Classical MHC-TCR!
Unicamente la cadena Va interacciona con el glicolípido y es determinante en la unión a CD1d.!
Los superantígenos pueden causar varias enfermedades, como el
síndrome del choque tóxico y envenenamientos por comida
Efectos patológicos de los superantígenos! Linfocitos !" : dos coreceptores/dos poblaciones, CD4+ o CD8+ (
-! Correceptor linfocito T: moléculas de la familia de las inmunoglobulinas! -! CD8 estabiliza la unión del TCR con MHC clase I-péptido! -! CD4 estabiliza la unión de lTCR con MHC claseII-péptido! -! Dos poblaciones funcionalmente distintas: CD4+ Th o cooperadores, CD8+ CTL citolíticos! -! Intervienen en señalización (lck) : reclutan kinasa p56 lck (src)--> fosforilación ITAM (disminuyen 100 veces el umbral de activación).! -! Selección tímica del TCR y del coreceptor.!
APC - MHC!
Clase I Clase II!
CD8! TCR CD4! TCR!
