एंटीजन प्रोसेसिंग: प्रोटीसोमल और एंडोसोमल पाथवे

एंटीजन प्रोसेसिंग कोशिकीय घटनाओं का वह समूह है जो अक्षुण्ण प्रोटीन को छोटे पेप्टाइड में परिवर्तित करता है जिन्हें MHC अणु प्रदर्शित करते हैं। दो प्रमुख मार्ग समानांतर रूप से कार्य करते हैं: एक साइटोसोलिक, प्रोटीसोम-निर्भर मार्ग जो MHC क्लास I की आपूर्ति करता है, और एक एंडोसोमल, प्रोटीज-निर्भर मार्ग जो MHC क्लास II की आपूर्ति करता है। एक तीसरा मार्ग, क्रॉस-प्रेजेंटेशन, कुछ कोशिकाओं को बाह्य एंटीजन को क्लास I पर लोड करने देता है। ये पाथवे मिलकर निर्धारित करते हैं कि प्रतिरक्षा प्रणाली किन पेप्टाइड को पहचानती है।

Definition

एंटीजन प्रोसेसिंग एक प्रोटियोलिटिक और ट्रैफिकिंग मशीनरी है जो प्रोटीन को पेप्टाइड में विघटित करती है और उन्हें T कोशिकाओं को सतह पर प्रस्तुत करने के लिए MHC क्लास I (मुख्यतः साइटोसोलिक प्रोटीसोम-TAP पाथवे के माध्यम से) या MHC क्लास II (एंडोसोमल पाथवे के माध्यम से) तक पहुंचाती है।

Scope

यह विषय क्लास I पेप्टाइड के प्रोटीसोमल उत्पादन और TAP-निर्भर परिवहन, क्लास II पेप्टाइड के एंडोसोमल क्षरण और HLA-DM-सहायता प्राप्त लोडिंग, और क्रॉस-प्रेजेंटेशन की अवधारणा को शामिल करता है। यह कोशिका जीव विज्ञान पर संदर्भ सामग्री है और नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

Core questions

• प्रोटीसोम MHC क्लास I के लिए पेप्टाइड कैसे उत्पन्न करता है, और TAP उन्हें एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में कैसे ले जाता है?
• MHC क्लास II को लोड करने के लिए एंडोसोमल प्रोटीज और HLA-DM का उपयोग कैसे किया जाता है?
• क्रॉस-प्रेजेंटेशन क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है?
• दो पाथवे क्लास I और क्लास II के बीच स्व और विदेशी एंटीजन को कैसे विभाजित करते हैं?

Key concepts

• प्रोटीसोम और इम्यूनोप्रोटीसोम
• एंटीजन प्रोसेसिंग से जुड़ा ट्रांसपोर्टर (TAP)
• पेप्टाइड-लोडिंग कॉम्प्लेक्स
• एंडोसोमल और लाइसोसोमल प्रोटीज
• अपरिवर्तनीय श्रृंखला, CLIP, और HLA-DM
• क्रॉस-प्रेजेंटेशन
• साइटोसोलिक बनाम एंडोसोमल विभाजन

Mechanisms

क्लास I (अंतर्जात) पाथवे में, साइटोसोलिक प्रोटीन को प्रोटीसोम द्वारा विघटित किया जाता है, पेप्टाइड को TAP द्वारा एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में पंप किया जाता है, अमीनोपेप्टिडेस द्वारा ट्रिम किया जाता है, और पेप्टाइड-लोडिंग कॉम्प्लेक्स की मदद से क्लास I पर लोड किया जाता है। क्लास II (बहिर्जात) पाथवे में, एंडोसाइटोसिस या फैगोसाइटोसिस द्वारा कैप्चर किए गए प्रोटीन को अम्लीय एंडोसोमल और लाइसोसोमल कंपार्टमेंट में विघटित किया जाता है; वहां पहुंचाए गए क्लास II अणु HLA-DM की क्रिया के तहत अपरिवर्तनीय श्रृंखला अवशेष CLIP को छोड़ देते हैं और एंटीजेनिक पेप्टाइड प्राप्त करते हैं। क्रॉस-प्रेजेंटेशन कुछ एंटीजन-प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं, विशेष रूप से कुछ डेंड्राइटिक कोशिकाओं को, बहिर्जात एंटीजन को क्लास I पाथवे में भेजने की अनुमति देता है, जो उन पदार्थों के प्रति साइटोटॉक्सिक प्रतिक्रियाओं को प्राइम करने के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें प्रस्तुत करने वाली कोशिका ने स्वयं संश्लेषित नहीं किया था। समीक्षाएं इन मार्गों और उनके विनियमन को एकीकृत करती हैं।

Clinical relevance

एंटीजन-प्रोसेसिंग पाथवे वायरस, ट्यूमर और टीकों के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को आकार देते हैं, और वे वायरल प्रतिरक्षा-बचाव रणनीतियों के लक्ष्य हैं और इम्यूनोथेरेपी डिजाइन के लिए प्रासंगिक हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक उद्देश्यों के लिए कोशिकीय मशीनरी का वर्णन करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

पाथवे विवरण सहकर्मी-समीक्षित इम्यूनोलॉजी समीक्षाओं पर आधारित हैं जो स्थापित कोशिका जीव विज्ञान को सारांशित करते हैं न कि नैदानिक दिशानिर्देशों को।

History

बीसवीं शताब्दी के अंत में यह पहचान कि MHC अणु अक्षुण्ण एंटीजन के बजाय संसाधित पेप्टाइड प्रस्तुत करते हैं, ने एंटीजन पहचान को फिर से परिभाषित किया। प्रोटीसोम की भूमिका और TAP की खोज ने समझाया कि क्लास I पेप्टाइड कैसे उत्पन्न और वितरित होते हैं, जबकि अपरिवर्तनीय श्रृंखला और HLA-DM पर काम ने एंडोसोमल क्लास II मार्ग को स्पष्ट किया। क्रॉस-प्रेजेंटेशन को बाद में विशेष एंटीजन-प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं की एक विशिष्ट क्षमता के रूप में स्थापित किया गया, और समीक्षाएं अब पाथवे को एक एकीकृत प्रणाली के रूप में मानती हैं।

Key figures

• Peter Cresswell
• Jacques Neefjes
• Paul Roche

Seminal works

• blum-2013
• neefjes-2011
• roche-2015

Frequently asked questions

क्लास I और क्लास II प्रोसेसिंग पाथवे के बीच क्या अंतर है?

क्लास I पाथवे प्रोटीसोम का उपयोग करके कोशिका के अंदर से प्रोटीन को विघटित करता है और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में पेप्टाइड लोड करता है, जबकि क्लास II पाथवे एंडोसोम में कोशिका के बाहर से लिए गए प्रोटीन को विघटित करता है और वहां पेप्टाइड लोड करता है।

क्रॉस-प्रेजेंटेशन क्या है?

क्रॉस-प्रेजेंटेशन कुछ एंटीजन-प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं की क्षमता है कि वे बाहरी रूप से प्राप्त एंटीजन को MHC क्लास I पर लोड करें, जिससे वे उन पदार्थों के खिलाफ साइटोटॉक्सिक CD8+ T कोशिकाओं को प्राइम कर सकें जिन्हें कोशिका ने स्वयं उत्पन्न नहीं किया था।