Abb. 162: Aufbau der MHC-Moleküle

Die beiden Klassen der MHC- Moleküle sind erkennbar verwandt. Allerdings hat ein MHC-Klasse-I-Molekül nur eine Transmembran-Domäne; das β2-Mikroglobulin ist nicht in der Zellmembran verankert. Die β-Kette eines MHC-Klasse-II-Moleküls hat dagegen eine Transmembran-Domäne und beteiligt sich auch an der variablen Antigenbindungsstelle (Kuhle oben).

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Abb. 161: Die Vererbung von MHC-Haplotypen

Die meisten MHC-Gene liegen auf unserem Chromosom 6 so eng nebeneinander, dass sie gemeinsam vererbt werden. Die ganze Serie aus MHC-Genvarianten wird als Haplotyp bezeichnet. Jeder Mensch hat zwei Chromosomensätze und damit zwei Haplotypen, je einen auf einem der beiden Chromosomen – hier als zwei Ketten mit je vier unterschiedlichen Perlen (den einzelnen MHC-Genen) dargestellt.

Bei der Fortpflanzung erbt jedes Kind einen väterlichen und einen mütterlichen Haplotyp, was vier gleich wahrscheinliche Kombinationen ergibt. Nur etwa zwei Prozent aller Kinder haben einen veränderten Haplotyp, weil bei der Entstehung der Keimzellen eines Elternteils dessen beide Haplotypen durch Rekombination überkreuzt wurden (Crossing-over, s. Abb. 84 ).

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Abb. 160: Der Unterschied zwischen MHC-Klasse I und II

Die Grube, in der ein MHC-Klasse-I-Molekül ein Antigen-Bruchstück aufnimmt und präsentiert, ist zu allen Seiten begrenzt. Bei MHC-Klasse-II-Molekülen ist sie an den Enden offen, sodass auch längere Peptide präsentiert werden können, die über die Grube hinausragen wie ein Baguette über ein Tablett. Jeder Mensch verfügt über ein großes, individuelles Repertoire an MHC-Molekülen.

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Abb. 159: Superantigene

Superantigene lagern sich nicht an die Bindungsstellen von MHC-Molekülen und T-Zell-Rezeptoren an, sondern an deren Außenseiten. Sie können zahlreiche unterschiedliche
T-Zellen zugleich aktivieren, weil sie die Prüfung des Antigens durch die Bindungsstelle des T-Zell-Rezeptors umgehen. Das macht sie gefährlich.

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Abb. 158: Korezeptoren wie CD4 stabilisieren die Antigen-Bindung

Oben: Eine Bindung zwischen einem T-Zell-Rezeptor (oben) und einem Komplex aus MHC-Molekül und Antigen-Peptid (unten) alleine ist instabil.

Unten: Korezeptoren wie CD4, die seitlich an das MHC-Molekül binden, stabilisieren die Bindung.

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Abb. 157: Der T-Zell-Rezeptorkomplex

Der T-Zell-Rezeptorkomplex besteht aus vier Proteinen. Genau wie beim B-Zell-Rezeptor sind es die Begleitproteine, die mit ihren ITAM-Sequenzen die innerzelluläre Signalkette starten, sobald die zentrale Einheit mit dem variablen Ende ihrer α- und β-Kette an ein MHC-Molekül bindet, das mit einem passenden Antigen beladen ist.

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Abb. 156: Das degenerierte T-Zell-Rezeptor-Repertoire

Die T-Zellen eines Menschen haben bei weitem nicht genug unterschiedliche T-Zell-Rezeptoren, um jedes präsentierte Antigen hochspezifisch zu binden. Stattdessen erkennt ein T-Zell-Rezeptor mehrere MHC-Peptid-Kombinationen; das Rezeptor-Repertoire ist also »degeneriert«.

Oben: Eine T-Zelle kann mit ihren Rezeptoren unterschiedliche Antigene (Pickelhauben) erkennen, aber auch Autoantigene, die in dasselbe Schema passen (Bauhelm).

Unten: Eine Bindung kommt zustande, wenn einige wenige Schlüsselpositionen im MHC-Molekül (unten) und im präsentierten Antigen-Peptid (Puzzleteile in der Mitte) die richtigen Aminosäuren enthalten. Die Aminosäuren an den übrigen Peptid-Positionen sind dem T-Zell-Rezeptor gleichgültig (Hohlräume).

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Abb. 155: Wie B- und T-Zellen Antigene erkennen

Ein Protein besteht aus aneinandergereihten Aminosäuren. Die Aminosäuresequenz legt die dreidimensionale Gestalt des Proteins fest. B-Zell-Rezeptoren erkennen – wie freie Antikörper – die räumliche Gestalt eines kleinen Teils eines solchen Antigens (links). T-Zell-Rezeptoren erkennen dagegen kurze Aminosäure-Sequenzen, die ihnen präsentiert werden (rechts).

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Abb. 154: Der B-Zell-Rezeptorkomplex

Der B-Zell-Rezeptorkomplex besteht aus einem Antikörper (siehe Abb. 139), der mit den Enden seiner schweren Ketten in der Zellmembran verankert ist, und dem zweiteiligen Immunglobulin CD79. Dessen Enden ragen in das Zellinnere hinein und enthalten kurze Aminosäuresequenzen namens immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM). Sobald die variablen Enden des Antikörpers einen passenden Liganden binden, wird die Aminosäure Tyrosin in den beiden ITAM-Sequenzen phosphoryliert, sodass weitere Proteine an sie andocken können und dann die B-Zelle aktivieren.

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Abb. 153: Mit allen Sinnen

Zellen der angeborenen Abwehr nehmen mit allerlei Rezeptoren – gewissermaßen mit allen Sinnen – Umgebungssignale wahr: Mit Mustererkennungsrezeptoren wie den TLRs spüren sie Pathogene auf. Mit KIRs prüfen NK-Zellen die Zugehörigkeit und den Gesundheitszustand anderer Zellen. Mit Chemokinrezeptoren erschnüffeln sie sich ihren Weg. Mit Komplementrezeptoren erkennen sie opsonierte Objekte, die vertilgt werden müssen. Und mit Fc-Rezeptoren fangen sie Antikörper ein.

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