Chapter 5
Antigen recognition by T lymphocytes
T-cell receptor diversity
The T-cell receptor resembles a membrane-associated Fab fragment of immunoglobulin
Een T-cel receptor bestaat uit twee polypeptide ketens, TCRa en
TCRb. Na gene rearrangements heeft de T-cel een functionele a-
chain en een functionele b-chain die samen een unieke receptor
vormen. Binnen de populatie van T-cellen zijn er miljoenen
verschillende T-cel receptoren.
Elke a/b-chain heeft een V-region en een C-region net zoals in de
immunoglobuline chains. De a- en b-chain worden gevouwen op
een manier die op de vouwing van immunoglobulines lijkt. Elke
chain bestaat uit een N-terminaal V-domein, gevolgd door een C-
domein en dan een membrane-anchoring domein. De antigen-
binding site wordt gevormd door de Va en Vb domeinen en dit is het
meest variabele deel van de receptor.
De sequentie variatie van de a- en b-chains is geclusterd in regio’s
met hypervariabiliteit, deze worden CDR’s genoemd. De a- en b-
chain vormen samen drie CDR-loops, CDR1, CDR2 en CDR3.
T-cel receptoren hebben maar 1 antigen bindingsite t.o.v.
immunoglobuline die er 2 of meer heeft.
T-cell receptor diversity is generated by gene rearrangement
Voordat een T-cel geactiveerd wordt
door een antigen ondergaat hij gen
rearrangements in de V-region. Na de T-
cel activatie blijven de T-cel receptoren
onveranderd. Dit bevestigt dat de T-cel
receptor alleen een herkenningsfunctie
heeft.
a-chain locus ® chromosoom 14, V- en
J-segmenten, 1 C-gen
b-chain locus ® chromosoom 7, V-, J- en
D-segmenten, 2 C-genen
T-cel receptor gen rearrangement vindt
plaats tijdens de ontwikkeling van de T-
cel in de thymus. In de a-chain wordt
het V-segment gekoppeld aan een J-
segment via somatic DNA
recombination, in de b-chain worden via
recombinatie eerst de D- en J-
segmenten gekoppeld, deze worden dan
,gekoppeld aan het V-segment. Aan beide zijden van de gen segmenten zitten signaal sequenties e
RAG-complexen en DNA-modificerende enzymen helpen met de recombinatie. Tijdens recombinatie
worden er P- en N-nucleotiden ingebouwd in de junctions tussen V-, D- en J-segmenten van de a- en
b-chains. Dit zorgt voor diversiteit in CDR3 van de T-cel receptor.
Genetische defecten als gevolg van de afwezigheid van RAG-eiwitten zorgen o.a. voor SCID. Hierbij
zijn zowel functionele B- als T-cellen afwezig. Zonder een beenmergtransplantatie overlijden
kinderen aan SCID op jonge leeftijd aan veel voorkomende infecties.
Omenn syndrome ® Mutaties in RAG-eiwitten waardoor ze maar deels actief zijn, lijkt veel op SCID
Na gene rearrangement bestaan de a- en b-chains uit exons voor het leader peptide, de V-region, de
C-region en het membraansegment. Na transcriptie van het gen naar een primair RNA worden de
intronen er uit gespliced en ontstaat er mRNA. De translatie van deze mRNA’s zorgt voor de a- en b-
chains en deze gaan het ER in, daar vormen ze een paar en zijn ze een a:b T-cel receptor.
The RAG genes were key elements in the origin of adaptive immunity
De B-cellen en T-cellen gebruiken beide V(D)J-recombinatie om diversiteit te krijgen in hun
receptoren. Belangrijk voor deze recombinatie is de twee subunits van RAG recombinase die alleen
gemaakt worden door lymfocyten. De RAG-eiwitten zijn daarom specifiek voor de adaptive
immuniteit en heel belangrijk voor het functioneren hiervan.
RAG-gennen hebben geen introns en ze lijken op het transposase gen van een transposon. De
belangrijke onderdelen van een transposon zijn transposase (= enzym dat dsDNA knipt) en delen van
herhaald DNA (= terminal repeat sequences) die herkend worden door transposase. Door deze
onderdelen kan een transposon uit een stukje DNA weggeknipt worden en in een ander stukje
ingebouwd worden.
Het RAG recombinase lijkt heel veel op transposase en daarom denken ze nu dat een voorouder van
de gewervelden eens een transposon in een gen voor een immuunreceptor heeft gekregen. Het
transposase gen is geëvolueerd tot de RAG-eiwitten en de terminal repeat sequences zijn
geëvolueerd tot recombinatie signaal sequenties. Tijdens deze evolutie zijn het transposase gen en
de repeats van elkaar
gescheiden en zijn ze
onderdeel geworden
van verschillende
genen, die alleen in
lymfocyten tot
expressie komen. De
RAG-genen zitten nu
op chromosoom 11.
, Expression of the T-cell receptor on the cell surface requires association with additional
proteins
T-cel receptoren zijn divers en specifiek voor bepaalde antigenen.
Heterodimeren van de a- en b-chain kunnen zelf niet het ER uit om op het
celoppervlak te komen. Voordat ze het ER verlaten associeert de a:b
heterodimeer met vier membraaneiwitten. De vier eiwitten bestaan uit drie
sterk gelinkte genen waarvan de eiwitten het CD3 complex genoemd worden,
bestaat uit CD3g, CD3d en CD3e. Het vierde eiwit is de z-chain.
Op het celmembraan blijven de CD3-eiwitten en de z-chain aan de T-cel
receptor zitten en vormen ze een stabiel complex dat een functioneel T-cel
receptor complex vormt. De CD3 eiwitten en de z-chain geven signalen door
aan de binnenkant van de cel nadat de T-cel receptor een antigen gebonden
hebben. De CD3-eiwitten en z-chain hebben cytoplasmatische domeinen die
associëren met intracellulaire signaal moleculen, de cytoplasmatische staart
van de T-cel receptor is erg kort en kan niet signaleren.
Mensen zonder functioneel CD3d of CD3e kunnen de T-cel receptoren niet goed
naar het celmembraan toe en hebben de T-cellen heel weinig T-cel receptoren
en kunnen ze niet effectief signaleren, deze mensen zijn immunodeficiënt.
A distinct population of T cells expresses a second class of T-cell receptor with g and d
chains
Een tweede T-cel receptor is de g:d T-cel receptor die bestaat uit
TCRg en TCRd. TCRg lijkt het meest op de a-chain en TCRd lijkt
het meest op de b-chain. Alle T-cellen hebben of a:b of g:d
receptoren maar nooit allebei. Deze receptoren horen elk bij
twee hele verschillende T-cel lijnen.
De d-chain ligt tussen de segmenten van de a-chain locus, en
deze wordt uitgespliced als er een functionele a-chain gevormd
wordt. De g- en d- hebben minder V-segmenten en zijn daardoor
ook minder divers dan a:b receptoren. De variatie van de d-
chain wordt vergroot doordat hij twee D-segmenten kan
opnemen in zijn definitieve sequentie, dit vergroot de variatie op
twee manieren:
1. Het aantal combinaties van gen-segmenten wordt groter
2. Extra N-nucleotiden kunnen toegevoegd worden aan de twee D-segment junctions
a:b T-cel receptoren herken allemaal hetzelfde type antigen; een peptide gebonden aan een MHC-
molecuul. De antigenen die g:d T-cel receptoren herkennen zijn verschillend, ook zijn de functies
minder geconserveerd. De g:d T-cel gedragen zich anders in verschillende soorten. Wel komen g:d T-
cel meer voor in weefsels, delen ze eigenschappen met NK-cellen en andere innate lymfocyten en is
hun antigen herkenning niet
afhankelijk van MHC.
Antigen recognition by T lymphocytes
T-cell receptor diversity
The T-cell receptor resembles a membrane-associated Fab fragment of immunoglobulin
Een T-cel receptor bestaat uit twee polypeptide ketens, TCRa en
TCRb. Na gene rearrangements heeft de T-cel een functionele a-
chain en een functionele b-chain die samen een unieke receptor
vormen. Binnen de populatie van T-cellen zijn er miljoenen
verschillende T-cel receptoren.
Elke a/b-chain heeft een V-region en een C-region net zoals in de
immunoglobuline chains. De a- en b-chain worden gevouwen op
een manier die op de vouwing van immunoglobulines lijkt. Elke
chain bestaat uit een N-terminaal V-domein, gevolgd door een C-
domein en dan een membrane-anchoring domein. De antigen-
binding site wordt gevormd door de Va en Vb domeinen en dit is het
meest variabele deel van de receptor.
De sequentie variatie van de a- en b-chains is geclusterd in regio’s
met hypervariabiliteit, deze worden CDR’s genoemd. De a- en b-
chain vormen samen drie CDR-loops, CDR1, CDR2 en CDR3.
T-cel receptoren hebben maar 1 antigen bindingsite t.o.v.
immunoglobuline die er 2 of meer heeft.
T-cell receptor diversity is generated by gene rearrangement
Voordat een T-cel geactiveerd wordt
door een antigen ondergaat hij gen
rearrangements in de V-region. Na de T-
cel activatie blijven de T-cel receptoren
onveranderd. Dit bevestigt dat de T-cel
receptor alleen een herkenningsfunctie
heeft.
a-chain locus ® chromosoom 14, V- en
J-segmenten, 1 C-gen
b-chain locus ® chromosoom 7, V-, J- en
D-segmenten, 2 C-genen
T-cel receptor gen rearrangement vindt
plaats tijdens de ontwikkeling van de T-
cel in de thymus. In de a-chain wordt
het V-segment gekoppeld aan een J-
segment via somatic DNA
recombination, in de b-chain worden via
recombinatie eerst de D- en J-
segmenten gekoppeld, deze worden dan
,gekoppeld aan het V-segment. Aan beide zijden van de gen segmenten zitten signaal sequenties e
RAG-complexen en DNA-modificerende enzymen helpen met de recombinatie. Tijdens recombinatie
worden er P- en N-nucleotiden ingebouwd in de junctions tussen V-, D- en J-segmenten van de a- en
b-chains. Dit zorgt voor diversiteit in CDR3 van de T-cel receptor.
Genetische defecten als gevolg van de afwezigheid van RAG-eiwitten zorgen o.a. voor SCID. Hierbij
zijn zowel functionele B- als T-cellen afwezig. Zonder een beenmergtransplantatie overlijden
kinderen aan SCID op jonge leeftijd aan veel voorkomende infecties.
Omenn syndrome ® Mutaties in RAG-eiwitten waardoor ze maar deels actief zijn, lijkt veel op SCID
Na gene rearrangement bestaan de a- en b-chains uit exons voor het leader peptide, de V-region, de
C-region en het membraansegment. Na transcriptie van het gen naar een primair RNA worden de
intronen er uit gespliced en ontstaat er mRNA. De translatie van deze mRNA’s zorgt voor de a- en b-
chains en deze gaan het ER in, daar vormen ze een paar en zijn ze een a:b T-cel receptor.
The RAG genes were key elements in the origin of adaptive immunity
De B-cellen en T-cellen gebruiken beide V(D)J-recombinatie om diversiteit te krijgen in hun
receptoren. Belangrijk voor deze recombinatie is de twee subunits van RAG recombinase die alleen
gemaakt worden door lymfocyten. De RAG-eiwitten zijn daarom specifiek voor de adaptive
immuniteit en heel belangrijk voor het functioneren hiervan.
RAG-gennen hebben geen introns en ze lijken op het transposase gen van een transposon. De
belangrijke onderdelen van een transposon zijn transposase (= enzym dat dsDNA knipt) en delen van
herhaald DNA (= terminal repeat sequences) die herkend worden door transposase. Door deze
onderdelen kan een transposon uit een stukje DNA weggeknipt worden en in een ander stukje
ingebouwd worden.
Het RAG recombinase lijkt heel veel op transposase en daarom denken ze nu dat een voorouder van
de gewervelden eens een transposon in een gen voor een immuunreceptor heeft gekregen. Het
transposase gen is geëvolueerd tot de RAG-eiwitten en de terminal repeat sequences zijn
geëvolueerd tot recombinatie signaal sequenties. Tijdens deze evolutie zijn het transposase gen en
de repeats van elkaar
gescheiden en zijn ze
onderdeel geworden
van verschillende
genen, die alleen in
lymfocyten tot
expressie komen. De
RAG-genen zitten nu
op chromosoom 11.
, Expression of the T-cell receptor on the cell surface requires association with additional
proteins
T-cel receptoren zijn divers en specifiek voor bepaalde antigenen.
Heterodimeren van de a- en b-chain kunnen zelf niet het ER uit om op het
celoppervlak te komen. Voordat ze het ER verlaten associeert de a:b
heterodimeer met vier membraaneiwitten. De vier eiwitten bestaan uit drie
sterk gelinkte genen waarvan de eiwitten het CD3 complex genoemd worden,
bestaat uit CD3g, CD3d en CD3e. Het vierde eiwit is de z-chain.
Op het celmembraan blijven de CD3-eiwitten en de z-chain aan de T-cel
receptor zitten en vormen ze een stabiel complex dat een functioneel T-cel
receptor complex vormt. De CD3 eiwitten en de z-chain geven signalen door
aan de binnenkant van de cel nadat de T-cel receptor een antigen gebonden
hebben. De CD3-eiwitten en z-chain hebben cytoplasmatische domeinen die
associëren met intracellulaire signaal moleculen, de cytoplasmatische staart
van de T-cel receptor is erg kort en kan niet signaleren.
Mensen zonder functioneel CD3d of CD3e kunnen de T-cel receptoren niet goed
naar het celmembraan toe en hebben de T-cellen heel weinig T-cel receptoren
en kunnen ze niet effectief signaleren, deze mensen zijn immunodeficiënt.
A distinct population of T cells expresses a second class of T-cell receptor with g and d
chains
Een tweede T-cel receptor is de g:d T-cel receptor die bestaat uit
TCRg en TCRd. TCRg lijkt het meest op de a-chain en TCRd lijkt
het meest op de b-chain. Alle T-cellen hebben of a:b of g:d
receptoren maar nooit allebei. Deze receptoren horen elk bij
twee hele verschillende T-cel lijnen.
De d-chain ligt tussen de segmenten van de a-chain locus, en
deze wordt uitgespliced als er een functionele a-chain gevormd
wordt. De g- en d- hebben minder V-segmenten en zijn daardoor
ook minder divers dan a:b receptoren. De variatie van de d-
chain wordt vergroot doordat hij twee D-segmenten kan
opnemen in zijn definitieve sequentie, dit vergroot de variatie op
twee manieren:
1. Het aantal combinaties van gen-segmenten wordt groter
2. Extra N-nucleotiden kunnen toegevoegd worden aan de twee D-segment junctions
a:b T-cel receptoren herken allemaal hetzelfde type antigen; een peptide gebonden aan een MHC-
molecuul. De antigenen die g:d T-cel receptoren herkennen zijn verschillend, ook zijn de functies
minder geconserveerd. De g:d T-cel gedragen zich anders in verschillende soorten. Wel komen g:d T-
cel meer voor in weefsels, delen ze eigenschappen met NK-cellen en andere innate lymfocyten en is
hun antigen herkenning niet
afhankelijk van MHC.
