T-Zell-Rezeptor
Der T-Zell-Rezeptor (engl. T cell receptor, TCR) ist ein Proteinkomplex, der auf der Oberfläche von T-Zellen verankert ist und für die Erkennung von Antigenen, die durch Haupthistokompatibilitätskomplexe (MHC) präsentiert werden, zuständig ist. Der TCR ist strukturell einem Fab-Segment der Antikörper sehr ähnlich.
Struktur
Der TCR-Komplex besteht aus zwei Untereinheiten (zumeist α/β, seltener γ/δ), die wiederum jeweils aus einer konstanten Domäne (C) und einer variablen Domäne (V) bestehen. Die N-terminalen Enden der Ketten durchdringen die Zellmembran bis in den cytoplasmatischen Raum und verankern den Rezeptor. Die beiden Untereinheiten sind extrazellulär über eine Disulfidbrücke miteinander verbunden.
Die variable Domänen der α- und β-Untereinheit besitzen je drei hypervariable beziehungsweise Bindungs-entscheidende Bereiche (engl. complimentarity determining regions, CDR). Dabei interagieren die CDRs 1 und 2 jeweils vornehmlich mit dem MHC-Molekül, während die beiden CDR3-Abschnitte eher mit dem präsentierten Antigen in Kontakt treten. Letztere weisen u. A. durch eine größere Zahl an J-Segmenten die größere Diversität auf.
Ob ein TCR ein Antigen binden kann oder nicht, ist ein sehr komplexer Prozess. Allgemein gilt das Schloss-Schlüssel-Prinzip, wenn also die Struktur eines präsentierten Antigens im Zusammenhang mit dem präsentierenden MHC-Molekül zur Struktur des TCR passt, so kommt es zur Bindung. Computergestützte Bindungssimulationen sind ein Aufgabengebiet der Bioinformatik.
Entstehung
Neben der Struktur ist auch die Entstehung der T-Zell-Rezeptoren jener der Antikörper der B-Zellen ähnlich. Die beiden Untereinheiten entstehen durch V(D)J-Rekombination. Es kommt zu einer quasi zufälligen Anordnung der Gene um eine möglichst große Diversität zu gewährleisten. Diese ist der Grundbaustein der adaptiven Immunantwort. Die T-Zell-Klone mit jeweils einzigartigem T-Zell-Rezeptor untergehen im Thymus positiver und negativer Selektion, um T-Zellen mit nicht-funktionellen Produkten der Rekombination auzusortieren.
Co-Rezeptoren
Das durch die Bindung entstehende Signal wird durch die simultane Bindung an Co-Rezeptoren verstärkt. Zwei Beispiele sind der CD4 und CD8 Rezeptor. Der CD4-Rezeptor bindet ausschließlich MHC II, während der CD8-Rezeptor spezifisch für MHC I ist. Die Co-Rezeptoren sind nicht nur für Spezifität des TCR zuständig sondern auch für eine anhaltende Bindung zwischen der antigenpräsentierenden Zellen und der T-Zelle. Außerdem wird eine weitere Differenzierung der T-Zelle induziert: Wird CD4 vom TCR-MHC II-Komplex rekrutiert, entsteht eine T-Helferzelle. Bindet der TCR jedoch an MHC I, kommt es zur Rekrutierung von CD8, was die Differenzierung zur Cytotoxischen T-Zelle (veraltet: "T-Killer-Zelle") zur Folge hat.
Literatur
- Janeway C.A., Jr. et al: Immunobiology. 6th ed. Garland Science, 2004, ISBN 0815341016.
Weblinks
- Jennifer McDowall/Interpro: Protein Of The Month: T-cell receptors. (engl.)