MHC分子-定义，性质，类别，类型，途径

主要组织相容性复合体可以定义为一个紧密连接的基因集群，其产物在细胞间识别和区分自我和非自我中发挥重要作用。术语“histo”代表组织，“compatibility”指的是“相处融洽”。另一方面，术语“复杂”指的是“局限于包含多个位点的大遗传区域的基因”。这些基因编码抗原，这些抗原涉及移植组织相容性的确定。兼容的组织将被接受免疫系统而与历史不相容的则被拒绝。排斥外来组织导致对细胞表面分子的免疫反应。Peter Gorer和George Snell首先提出了这个概念。MHC分子的主要功能是将抗原带到细胞表面，供T细胞识别。在人类中，编码MHC分子的基因位于6号染色体的短臂上。

表的内容

主要组织相容性复合体(MHC)分子特征

主要组织相容性复合体是一个基因位点，编码糖蛋白分子(移植抗原)，负责组织排斥移植之间的基因不相同的个体。
它也是与抗原提呈细胞处理过的抗原肽结合并将抗原提呈给t细胞的分子，因此它们负责t细胞受体识别抗原。
与直接与抗原相互作用的b细胞受体不同，t细胞受体与MHC分子有一种交织的关系，t细胞受体只能以与MHC分子结合的多肽形式接收和结合经过处理的抗原，因此，t细胞受体对MHC分子是特异性的。
在人类，主要的组织相容性复合体被称为人类白细胞抗原(HLA)。有三种常见的MHC分子，即第I类、第II类和第III类MHC蛋白。
MHC的基因表现出遗传变异;MHC中每一类都有几个基因，所以它是多基因的。
MHC也是多态的，这意味着人群中每个基因都存在大量的等位基因。
因此，每个基因在种群中都存在大量的等位基因。每个个体从他或她的父母那里继承了一组限制性的等位基因。一组MHC基因倾向于以区块或单体型的形式遗传。在这个地点有相对较少的交叉事件。
MHC类I的结构有两个彼此相距较远的区域，由两个平行的α螺旋组成，它们位于一个由β-折叠片形成的平台上。整体结构看起来像一个裂缝，其两侧是由α螺旋形成的，底部是β片。
一般来说，MHC分子对肽抗原有广泛的特异性，许多不同的肽可以由任何给定的MHC等位基因在同一时间结合一个肽。
形成结合裂孔的α螺旋是MHC蛋白中具有多态性(不同等位形式)的氨基酸残基的位置，这意味着不同的等位基因可以结合并呈现不同的肽抗原。由于这些原因，MHC多态性对抗原识别有重要影响。
t细胞与MHC分子相互作用的功能表明，与MHC分子I类相关的肽抗原被CD8+细胞毒性t淋巴细胞(Tc细胞)识别，与MHC类相关的肽抗原被CD4+辅助t细胞(Th细胞)识别。
人类的MHC被称为人白细胞抗原(HLA)复合物．

HLA复杂

在人类中，HLA基因复合体位于6号染色体的短臂上，其中包含几个对免疫功能至关重要的基因。HLA基因复合体分为以下三类:

类我:HLA-A, HLA-B和HLA-C。
二类:HLA-DR、HLA-DQ和HLA-DP。所有这些都存在于HLA复合物的HLA- d区域内。
第三类:编码补体系统C2、C4和因子B以及tnf α和β的补体基因座。

HLA复合体的基因产物

I类MHC基因编码几乎所有有核细胞表面表达的糖蛋白;I类基因产物的主要功能是向CD8提供内源性肽抗原⁺T细胞。
II类MHC基因编码主要表达在APCs(巨噬细胞，树突状细胞和B细胞)上的糖蛋白，在那里它们主要向CD4提供外源性抗原肽⁺T细胞。
III类MHC基因编码几种不同的蛋白质，一些具有免疫功能，包括补体系统的组成部分和参与炎症的分子。

主要组织相容性复合体(MHC)类型

在人类体内，MHC分子分为三类，一类、二类和三类。I类MHC分子从A, B和C三个不同的位置编码，这些分子在所有有核细胞中表达。II类MHC基因位于D区，有DR、DQ、DP等多个位点，这些分子仅在抗原提呈细胞中表达。III类MHC基因编码在I类和II类基因之间的区域。第III类MHC基因编码细胞因子和补体蛋白，在免疫应答中发挥重要作用。

I类MHC分子

第I类MHC分子的结构由两条多肽链α和β组成。这两条链以非共价键连接在一起。α链的特征是一种内膜糖蛋白，分子量为45000 Da(人体)。Β chain则是一种分子量为12kDa的细胞外微球蛋白。
α链由大约350个氨基酸组成，并分为三个球状结构域α₁,α₂和α_3.．每个结构域包含大约90个氨基酸。α链的N端是α的位置₁域,而α₂和α_3.出现在α之后₁的α₂结构域的特征是形成一个由63个氨基酸组成的环;该环是由链内二硫键形成的。α_3.还包含包含86个氨基酸的二硫键。的α₁和α₂结构域相互作用形成I类MHC分子的肽结合单位。
此外，α链还由26个疏水氨基酸组成，将α链固定在质膜上。这个跨膜段以α螺旋的形式存在于质膜的疏水区域。在细胞内部有一个胞内结构域或α链的羧基端，含有约30-40个氨基酸。
在人类中β链是非多态的，而在小鼠中是二态的。α_3.β链与免疫球蛋白C结构域相似，也以二硫环为特征。肽结合平台由β镀α片形成₁和α₂
T_cyt细胞(细胞毒性T细胞)对含有与I类MHC相关多肽的细胞具有特异性，这是由于Tcyt细胞表面CD8抗原的存在。CD8抗原对α有亲和力_3.第I类MHC分子结构域。

II类MHC分子

II类MHC分子是异质二聚体，其特征是由两条非共价连接的多肽链。这些链被称为重链(α， 30kDa)和轻链(β， 26kDa)。
与I类MHC分子类似，II类MHC分子也具有细胞外氨基末端结构域、跨膜结构域和细胞内羧基末端尾部的特征。
II类MHC分子表达于抗原提呈细胞的表面，如B细胞、树突状细胞和巨噬细胞。
α链分为两个区域α₁和α₂，而β链也分为两组β₁和β₂．的β₂结构域负责T细胞共受体CD4的结合。的α₁和β₁另一方面，结构域参与抗原结合位点的形成。含有13-20个氨基酸的多肽可以结合在II类MHC的抗原结合位点。
在α中存在二硫键_2，β_1，和β₂结构域也是II类MHC分子的重要结构特征。

III类MHC分子

有几种血清蛋白酶参与补体系统，属于III类MHC分子组。
III类MHC分子不参与抗原提呈。
补体成分如asC2, C4A和C4B和因子B是III类MHC分子中最重要的化合物。除了这些肿瘤坏死因子α、β和一些热休克蛋白也属于这一类。

MHC的分布

基本上，所有有核细胞都携带典型的I类分子。它们在淋巴细胞中大量表达，在肝、肺和肾中表达较少，在脑和骨骼肌中表达较少。在人类，绒毛滋养层的表面缺乏HLA- a和-B，而含有HLA- G，这在任何其他体细胞中都不存在。II类分子的表达也受到限制，仅存在于抗原提呈细胞(APCs)，如b细胞、树突状细胞、巨噬细胞和胸腺上皮。当干扰素g、毛细血管内皮和除胸腺以外的组织中的许多上皮细胞等因子激活时，它们可以形成表面II类，并增加I类的表达。

它们作为细胞表面标记物，使受感染细胞发出细胞毒性和辅助t细胞的信号。

MHC的重要性

抗体分子与抗原直接相互作用，但t细胞受体(TCR)只识别MHC分子提呈在另一个细胞上的抗原，即抗原提呈细胞。TCR对抗原是特异性的，但抗原必须呈现在自我mhc分子上。
TCR对MHC分子也具有特异性。如果抗原是由MHC分子的另一等位形式在体外(通常是在实验的情况下)，没有被TCR识别。这种现象被称为MHC限制性内切．

与I类MHC分子相关的肽抗原被CD8识别⁺细胞毒性T淋巴细胞，而ii类相关肽抗原被CD4识别⁺辅助T细胞。

抗原提呈与加工

当抗原作为MHC肽复合体附着在MHC分子上时，T细胞可以识别外来抗原。mhc肽复合物的形成需要蛋白质抗原的降解几个步骤。降解过程被称为抗原加工。这些降解的蛋白质附着在细胞内的MHC分子上然后MHC分子被运送到细胞膜上把抗原呈交给T细胞。

抗原递呈途径:I类MHC分子(胞质途径)

第I类MHC分子涉及呈递细胞内或内源性病原体或抗原。胞内病原体是指在宿主细胞内生活和复制的生物体。这类病原体的一个例子是病毒。
在正常情况下，MHC I类分子与自身多肽或自身抗原形成复合物。然而，在任何病毒感染的情况下，MHC I类分子呈现来自病毒的肽，然后被T细胞进一步识别。
细胞核、内质网和高尔基体等细胞成分在抗原加工和呈递中发挥重要作用。
当病毒感染正常细胞时，病毒DNA在宿主细胞机制的帮助下进入细胞并产生病毒蛋白质。病毒蛋白是在细胞质中合成的。
细胞质中还含有一种称为蛋白酶体的圆柱形蛋白质复合物。蛋白质体的主要功能是将不需要或受损的蛋白质降解为更小的多肽。在病毒感染时，病毒蛋白与存在于细胞质中的蛋白质体相互作用。该过程发生在胞浆中，因此，蛋白质被降解为更小的肽(8-15氨基酸长)。
下一步，这些片段肽被运输到内质网。转运的发生是由于一个肽传递系统称为转运体相关的抗原加工(TAP)。TAP由两个称为tap1和tap2的域或亚单元组成。
在内质网内合成MHC I类分子的α链和β链，并在一组伴侣蛋白的帮助下形成MHC I类分子并向TAP移动。因此，这些肽在内质网内MHC类分子的肽结合位点结合，形成MHC I类肽复合体。
下一步，MHC I类肽复合物移动到高尔基体表面，在分泌囊泡的帮助下，它移动到质膜表面。
一旦MHC i类肽复合体到达细胞表面，T细胞受体识别抗原肽复合体。此外，T细胞的共受体CD8与α结合_3.MHC I类分子的结构域。因此，抗原被提交给T细胞。

抗原递呈途径:II类MHC分子(内吞途径)

MHC II类分子负责呈递外源性或细胞外病原体或抗原。细胞外病原体是指能够在宿主细胞外生长和繁殖的生物体。细菌、外毒素、寄生虫都是细胞外抗原的例子。这些抗原通过细胞内吞或吞噬作用被吸收。
只有抗原提呈细胞参与MHC II类分子的抗原加工和提呈。这些细胞包括B细胞、巨噬细胞和树突细胞。该途径只发生在抗原被抗原提呈细胞吞噬后。
在细胞内，抗原携带一层被称为核内体的覆盖物。内溶体与存在于细胞质中的溶酶体融合，形成内溶酶体。结果，外源蛋白被溶酶体内的蛋白水解酶降解，形成小肽。
II类MHC分子在内质网中合成并形成。分子的α链和β链也与不变链相关。这种联系有助于限制自身抗原与II类MHC分子的结合。不变链- MHC复合体然后从内质网运输到高尔基体，再从高尔基体运输到另一个囊泡。在囊泡内，不变链被消化，只有一个小片段(ii类相关不变链多肽:CLIP)附着在分子上。
下一步，包含MHC II类分子的囊泡与包含肽片段的囊泡融合。然后，片段肽通过取代CLIP与MHC II类分子结合。这种新形成的MHC ii类肽复合物随后被转运到细胞表面。
一旦到达细胞表面，抗原就会被呈现给T细胞。T细胞通过T细胞受体识别与MHC II类分子结合的肽，CD4共受体与β结合₂II类MHC分子的结构域。

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