Modificiranje alergenih svojstava proteina Flashcards
Definirajte pojmove: alergija, alergen, tipovi alergije na hranu
Alergija – preosjetljiv imunološki odgovor na antigene (endogene ili egzogene) na koje su drugi organizmi u istim uvjetima neosjetljivi (za posljedicu ima i kroničnu upalnu reakciju)
Alergen – antigen koji senzibilizira domaćina na alergijsku reakciju
Alergije na hranu – tip I ; anafilaktička preosjetljivost posredovane IgE protutijelima
- tip IV; preosjetljivost ovisna o stanicama
kasna; nije posredovana IgE protutijelima
Koje vrste epitopa postoje.
Sekvencijski, kontinuirani epitop:
◼ Specifičnost određena slijedom sekvencijskih determinanti
◼ Specifičnost ovisi o primarnoj strukturi
◼ Smješteni su na terminalnom ili internom dijelu molekule
◼ Prisutni i u denaturiranim proteinima
Procesiranje antigena (kao što je probava proteina enzimima ili denaturacija) može olakšati prepoznavanje ovih epitopa jer izlaže njihove linearne sekvence.
Konformacijski epitopi:
◼ Prisutni samo u nativnim proteinima
◼ Specifičnost ovisi o konformaciji, ili 3-D-obliku koji je kombinacija tercijarne i kvaterne strukture
◼ Tipična veličina: slijed od < 16 AK u Ag može stupiti u reakciju sa svojim komplementarnim paratopom
Procesiranje, kao što su denaturacija ili razgradnja proteina, može uništiti trodimenzionalnu strukturu i time onemogućiti prepoznavanje ovih epitopa, jer njihova specifična prostorna konfiguracija biva izgubljena.
UKRATKO
Sekvencijski epitopi ostaju prepoznatljivi čak i nakon procesiranja koje denaturira protein, jer se temelje na linearnoj sekvenci aminokiselina.
Konformacijski epitopi ovise o trodimenzionalnoj strukturi proteina i mogu se uništiti tijekom procesiranja ako ta struktura bude poremećena.
Definirajte pojmove: atopija, antigen, epitop
Atopija - genetska predispozicija za reagiranje na antigene po principu preosjetljivosti tipa I (anafilaksija) posredovane IgE protutijelima
Antigen - složena organska makromolekula (proteini, glikoproteini, lipoproteini, polisaharidi, lipopolisaharidi, nukleinske kiseline) koju organizam prepoznaje kao tuđu
Epitop – antigenska determinanta; svaki antigen posjeduje mnogo desetaka sitnih dijelova koje specifično prepoznaju limfociti
Utjecaj procesiranja hrane na stabilnost
proteina i izloženost epitopa
◼ Razaranje disulfidnih veza, mogućnost nastanka novih disulfidnih veza
◼ Interakcija s lipidima
◼ Vezanje liganda
◼ Oligomerizacija i formiranje proteinskih agregata
◼ Glikacija (Maillard – ova reakcija)
◼ “Rheomorphism”
Detaljno objasnite mehanizam alergijske reakcije.
Mehanizam alergijske reakcije:
- Prvi susret s alergenom -> nakon što ga unesemo u organizam, antigen prezentirajuće stanice uoče nešto „čudno“, odnosno alergen, obrade ga i prezentiraju T-limfocitima (Th 2). Oni tu informaciju prenose dalje B limfocitima pomoću interleukina (najvažniji IL 4). B stanica se transformira u plazma stanicu i dolazi do preslagivanja gena, te se sintetizira Ig E specifičan za prezentirani epitop (što znači da su mu proteini u varijabilnom dijelu specifični za taj epitop). Ig E se veže za mastocite (stanice s granulama medijatora upale) -> FAZA SENZIBILIZACIJE (ona završava produkcijom spec. Ig E i vezanjem za mastocite)
- Drugi susret s alergenom -> na već spremne Ig E na mastocitima se veže alergen, te se iz granula otpuštaju medijatori upale (histamini, leukini, citokini…)
β-laktoglobulin je alergen izoliran iz ___________, a pripada obitelji ____________.
β-laktoglobulin je alergen izoliran iz __KRAVLJEG MLIJEKA__, a pripada obitelji __LIPOKALINA__.
Stabilnost alergena tijekom procesiranja, učinci termičkog procesiranja hrane
NA PROCESIRANJE OSJETLJIVI ALERGENI
* Denaturacija proteina, modifikacija Maillardovom reakcijom, modifikacija polifenolima
* Bet v 1 homolozi iz voća
ALERGENI KOJI SE TIJEKOM PROCESIRANJA DJELOMIČNO DENATURIRAJU
* Protein se djelomično denaturira, formiranje emulzija i gelova, Maillard-ovom reakcijom moguće potenciranje alergenih svojstava
* kupini, lipokalini
ALERGENI KOJI SE MOGU RENATURIRATI (relativno stabilni antigeni)
* Protein se djelomično denaturira, a zatim tijekom hlađenja renaturira, Maillard-ovom reakcijom moguće potenciranje alergenih svojstava
* obitelj prolamina
STABILNI ANTIGENI
* Ne zauzimaju fiksnu tercijarnu konformaciju, nema strukture koja bi se tijekom termičkog procesiranja mogla narušiti
* kazein, prolamini pšenice, ovomukoid
Što su Bet v1 homolozi, na koji način uzrokuju alergijsku reakciju i na koji način procesiranje djeluje na njih, navesti primjer.
Bet v 1 homolozi su na procesiranje osjetljivi alergeni. Bet v 1 je alergen peludi breze.
Oni su odgovorni za moguće križne reakcije s homolozima u voću i povrću. Primarno su konformacijski epitopi, bez prisutnih intramolekularnih disulfidnih veza važnih za stabilizaciju 3D strukture. Termičko procesiranje, kao što je kuhanje uzrokuje gubitak epitopa, također uzrokuje potpunu i ireverzibilnu denaturaciju Mal d 1 i Dau c 1.
“bolesnici s alergijom na pelud breza mogu imati simptome nakon uzimanja sirovih krumpira, mrkve, celera, jabuka, lješnjaka i kivija, iako obično bez poteškoća mogu jesti istu hranu samo ako je prerađena (kuhana)”
In vivo ingestija kuhanog voća i povrća čiji alergeni pripadaju obitelji Bet v 1 ne rezultira oralnim alergijskim sindromom
Termičko procesiranje hrane kuhanjem ne uklanja u potpunosti reakcije kasne preostljivosti ovisne o stanicama -> manifestacija je kroz atopijski dermatitis.
Za križnu reakciju posredovanu T-limfocitima odgovorni su epitopi neovisni o IgE epitopima.
Bet v1 je alergen iz ______________ i stupa u križne reakcije s ________________.
- Bet v1 je alergen iz __PELUDI BREZE__ i stupa u križne reakcije s __BET V1 HOMOLOZIMA__.
Zašto Bet v 1 stupa u križne reakcije s Bet v 1 homolozima? Objasni mehanizam križne reakcije.
Zbog sličnosti u trodimenzionalnoj strukturi i slijedu aminokiselina. Primjerice Mal d 1 iz jabuke ima 76% homologije u strukturi i 60% homologije u slijedu AK.
Mehanizam križne reakcije -> ljudi koji imaju alergiju na pelud breze, ukoliko pojedu primjerice sirovu jabuku, krumpir, mrkvu, celer, lješnjak ili kivi imaju simptome alergije iako nisu došli u dodir s peludom breze. Razlog toj reakciji su proteini koji su strukturno slični pa imunološki sustav u pravilu ne prepoznaje razliku. Antitijela koja reagiraju na ‘standardni’ alergen tada reagiraju na posve drugi alergen (hranu) i uzrokuje simptome alergije. Oralni alergijski sindrom poznat je kao sindrom križne reakcije peludi i hrane, a simptomi su trenutačni svrbež, žarenje i blago oticanje usana, jezika, nepca i ždrijela po konzumiranju određenih namirnica.
Objasnite učinak procesiranja na alergene na primjeru Bet v1 homologa vs. Prolamini.
Na procesiranje osjetljivi alergeni su Bet v 1 homolozi iz voća (Mal d 1; Pruav1). Tijekom procesiranja dolazi do denaturacije proteina, modifikacija Maillard-ovom reakcijom, modifikacija polifenolima.
Alergeni koji se mogu renaturirati (relativno stabilni alergeni) su obitelj prolamina (npr. ns LTP, 2s albumini -Mal d 3); tropomiozini i parvalbumini. Tijekom procesiranja protein se djelomično denaturira, a zatim tijekom hlađenja renaturira; Maillard-ovom reakcijom moguće je potenciranje alergenih svojstava.
Što je Ara h1 i na koji način procesiranje utječe na njega.
Ara h 1 je alergen kikirikija, pripada alergenima obitelji kupina. Alergeni kikirikija uzrok su najžešćih IgE posrednovanih alergijskih reakcija. Ara h 1 -> 63 Kda vicilin. Pronađena je povišena razina serumskog IgE na Ara h 1 u više od 95% pojedinaca alegičnih na kikiriki. Pojavljuje se u formi stabilnog trimera. Riječ je o alergenu koji je djelomično osjetljiv na procesiranje. Ta forma stabilnog trimera čuva epitope Ara h 1 od proteolize enzimima probavnog sustava. Termičkim procesiranje modificiraju se alergena svojstva kikirikija. Pa tako suho prženje (pri proizvodnji kikiriki maslaca) pojačava alergena svojstva kikirikija i do 100x -> javlja se kovalentna modifikacija proteina Maillardovom reakcijom (glikacijom).
Na koji način probiotici mogu modulirati alergijsku reakciju.
Kliničke studije su pokazale da konzumacija fermentirane hrane (jogurt, kefir) ublažava simptome atopije i razvoj alergije. Bakterije mliječne kiseline mogu hidrolizirati svojim enzimskim sustavima alergen i/ili stabilizirati mukozni sloj crijeva da apsorpcija alergena bude otežana. Također bakterije mliječne kiseline reduciraju alergenom stimuliranu produkciju IL-4 i IL-5 i pojačavaju sintezu interferona i reguliraju Th1/Th2 imunološki odgovor u smjeru Th1.
Nabroji sve vrste biljnih alergena.
U biljne alergene ubrajamo:
- prolaminska obitelj -> skladišni proteini koji se nalaze u sjemenkama, žitaricama, imaju visok sadržaj prolina -> 2S albumini, nespecifični lipid transfer proteini, alfa-amilaza/tripsin inhibitori
- kupini -> 7S albumini (vicilini), 11S globulini (legumini)
- obitelj Bet v 1 homologa -> alergeni voća obitelji Rosaceae i alergeni povrća obitelji Apiaceae
Na primjeru Prolamina objasni stabilnost alergena tokom procesiranja.
Prolamini su alergeni koji se mogu renaturirati. Riječ je o relativno stabilnim alergenima. Protein se djelomično denaturira, a zatim tijekom hlađenja renaturira. Maillardovom reakcijom moguće je potenciranje alegenih svojstava. Članovi prolaminske obitelji dijele zajednički strukturni motiv koji se sastoji od 4 alfa uzvojnice i konzerviranog broja cisteinskih rezidua (6-8) koje formiraju 3-4 disulfidna mosta.
