免疫反应研究适应的和天生的免疫反应的调节：细胞表面的生物分子相互作用本试验综述回顾了关于生物分子相互作用的动力学分析的四个最近的报告，这些生物分子相互作用涉及到适应的和天生的免疫系统的细胞反应。
尽管这些研究范围广泛，但是它们因为具有共同领域而相互关联。
在这些研究中，受体和它们的配基之间相互作用的结合与解离速率是可能分化细胞功能的参数，例如在决定T细胞对抗原：MHC复合物的反应或者NK细胞对与病毒感染细胞相互作用的反应。
在免疫系统的效应分子之间相互作用的动力学研究方面，BiocoreSPR技术提供了获得正确动力学数据的快速和可靠手段，免疫系统的研究在搜索以这些相互作用为靶标的有效的治疗试剂中起重要作用。
T细胞受体识别抗原肽：MHC复合物高等生物区别外源和自身抗原的能力也许是生物体中调节的最精巧的例子。
B细胞和T细胞受体不仅识别和处理外源抗原，而且能够记起此抗原的分子的特征信号，并且当第一次遭遇后的几年或者甚至几十年相同的抗原进攻时，它们随后即可引发免疫系统发生快速和有效的反应。
在最近的一篇Nature文章（Wu et al，2002）中，斯坦福大学医学院Mark M.Davis研究小组的Lawren Wu和其同事研究了T细胞抗原识别的非凡的特异性可能怎样被调节。
作者使用Biocore® 3000分析在抗原的肽段和它结合的II类MHC引见伴侣的单个氨基酸残基的贡献。
T细胞受体（TCR）和MHC/抗原肽段复合物之间的相互作用的结合速率常数（k a）和亲和分离常数（K D）被测量。
然后这些值被应用到为一个假定相互作用计算结合激活能量估计值的运算法则中。
通过使用点突变的分析物，Φ值（假定残基对结合激活能量的贡献相对于它对结合自由能的贡献的一种度量标准）可被归属于单个氨基酸残基，并且每一个残基对转变化合物形成的贡献可被估计。
在本研究中，在抗原肽段（蛾细胞色素c，MCC）或者结合的类II MHC分子（根据其它复合物的晶体结构数据，与TCR相互作用）α链的区域产生单个点突变。
复合物通过MHC α链的C-端生物素标签被固定在Sensor Chip SA上，然后可溶性的TCR流过这些靶标。
所有的测量通过与固定在平行的传感片通道上同野生型复合物比较被标准化。
明显地，肽段上的残基影响解离速率，但不影响结合速率。
相反，MHC与TCR接触对结合速率负主要责任，但对复合物的整体稳定性具有更少的影响。
这导致了一种假设：当抗原起稳定相互作用的时候，MHC组成成分使TCR能够筛选潜在的复合物（参见图1）。
这个模型与表明大多数肽段部分隐藏位于MHC分子的深缝隙内的数据一致，此模型也显示了肽段必须按特定方向被积极地呈现到TCR，以便稳定结合（Rudolph和Wilson，2002）。
在使用Biocore® 3000的突变分析实验获得动力学数据方面，Wu等假设了TCR与抗原结合的二重结合机制。
在这个模型中，刚性的CDR1和CDR2结构域扫描被引见复合物的MHC组成成分。
当呈现到TCR时，更柔韧的CD3结构域能够以稳定的、高亲和性的诱导适应方式在抗原成分周围折叠。
这个类型的机制能够解释为什么T 细胞受体固有地可交叉反应，因为折叠到肽段结合区域的第二个阶段能够采取非常大量的构象。
低亲和性Fc γ受体识别IgG免疫复合物由自身抗体和抗原组成，抗原可以通过结合到造血细胞上的免疫球蛋白（Ig ）Fc 受体（FcRs ）启动发炎反应。
此复合物是病原因子，在包括关节炎的许多自身免疫疾病的组织损伤中起作用。
到目前为止IgG 的三个细胞受体已被鉴定。
作为其中之一，Fc γRIII 是对抗原-抗体复合物中的同型体IgG1具有特定结合偏好的低亲和性受体。
Fc γRIII 结合到IgG 上，结合部位是由更低的铰链区域上的重链和轻链Fc 区域形成的抗原决定部位。
附着在天冬酰胺残基297（Asn 297）的保守低聚糖占据了非常靠近Fc γRIII 识别结构域（图2）的唯一缝隙，并且它可能通过稳定铰链区域和维持分子的三级结构而在受体结合中起作用。
位于Rockville 的国家卫生研究院（NIH ）Sergei Radaev 和Peter Sun 检测了这个假设，具体方法是使用Biacore 测试比较了天然的糖基化完整IgG 或Fc 片断与酶解脱糖基的对应化合物在和Fc γRIII 相互作用的区别（Radaev 和Sun ，2001）。
他们也研究了从低铰链区域衍生出来的肽段作为治疗拮抗分子（设计用于抑制IgG 和Fc γRIII 之间的相互作用）的候选资格。
为了决定碳水化合物在受体识别过程中的作用，Fc γRIII 被固定在Sensor Chip CM5，并被暴露在稀释的天然IgG1、脱糖基IgG1或者Fc 片断。
与天然IgG1相比较，当脱糖基IgG1与受体结合的亲和性减少了十倍，Fc 片断与Fc γRIII 的结合有效地被废除。
为了产生导致靶细胞发炎反应的信号，受体必须聚集在细胞表面。
因此，能够掩盖IgG1的结合位点但对成簇Fc γRIII 不起作用的小肽段可能是理想的拮抗分子。
基于Fc 更低铰链区域的肽段被合成和固定在在Sensor Chip CM5。
然后，一定浓度的Fc γRIII 被传递到耙分子，它们的结合亲和性被测量。
尽管结合到受体上的许多肽段被鉴定，但是甚至最强的结合分子的亲和性比天然Fc 弱20倍。
使用竞争测试方法（Fc 衍生的肽段被固定在Sensor Chip CM5上，并且在不同浓度Fc 片断存在的情况下被暴露在Fc γRIII 面前），Fc γRIII 的结合随着Fc 片断浓度的增加而被逐渐封闭。
这暗示了肽段和天然Fc 片断共享了Fc γRIII 上相同的抗原决定部位。
因此，Biacore 测试被应用在这个研究的各种方法中，产生了定量数据。
这些数据表明了IgG1中Asn 297上的低聚糖成分对IgG 和它的低亲和受体相互作用是重要的，而且表明了即使从IgG 更低铰链区域衍生的肽段具有比糖基化Fc 更低的亲和性，但是此肽段可能是有用的，作为使用自体免疫IgG 介导的病因学治疗疾病的治疗拮抗分子。
天生的免疫系统的细胞表面受体噬菌细胞和天然杀手（NK ）是第一线防御中天生免疫系统的显著细胞成分。
它们阻止病原体繁殖和损伤宿主。
尽管它的机制比适应性免疫的靶向B 细胞和T 细胞反应精确性更差，但是天生的防御系统是对抗入侵生图1A. T 细胞靠近携带抗原的抗原引见细胞（antigenpresenting cell ，APC ），此抗原结合在主要组织相容性复合物（majorhistocompatibilitycomplex ，MHC ）分子上。
图1B. T 细胞受体（TCR ）以低的亲和相互作用结合到MHC 分子上。
图1C. 自身-MHC 的识别引起TCR 的构象改变，能够与抗原发生诱导适应和高亲和性的相互作用。
物不可缺少的屏障。
血液和组织中多种形式的噬菌细胞一个重要的作用是使包括细菌在内的外源颗粒内在化和降解它们，但是NK 细胞破坏被病毒转化或者感染的宿主细胞。
T 细胞巩固对病毒攻击的有效反应所造成的延期给NK 细胞控制感染的至关重要的防御功能，NK 细胞杀死受感染的靶细胞，从而抑制病毒的繁殖。
NK 细胞通过细胞表面类血凝素受体被激活。
华盛顿大学医学院Leonidas Carayannopoulos 和其同事使用Biocore ® 2000研究了受体、NKG2D 和它的象MHC 类I 一样的配基之间的相互作用模式，这些分子在某些肿瘤中基本会表达（Carayannopoulos 等，2002）。
重组NKG2D 在昆虫细胞中被表达和纯化。
此蛋白被结合生物素且通过neutravidin 被固定在Sensor Chip CM5上，它被暴露在已知的配基RAE-1δ、H60和RAE-1B6中（也被称作RAE-1ε）。
尽管H60和RAE-1B6只有大约20%的序列同源性，但是它们都以相似的亲和性（K D 为20到30 nM ）结合到NKG2D 上。
另一方面，尽管RAE-1δ的结构与RAE-1B6相似，但是它的亲和性是比RAE-1B6低30倍。
通过使数据适合双指数结合模型，这种更弱的亲和性表现为更慢结合与更快解离的结果。
在所建议的机制中，这个明显的2-步结合过程的背后是RAE-1δ浓度驱动的聚合以及RAE-1δ上两个不对称结合位点的NKG2D 识别。
这个较后的模型在NKG2D和名叫MICA 的配基之间结合模式中具有一个先例。
与NKG2D 结合时RAE-1B 6和RAE-1δ之间亲和性的差异可能表明哪些残基可作为未来突变分析的靶标，而不管RAE-1B 6和RAE-1δ之间具有高的序列同源性。
突变分析的目的是探测在这个双配基系统中任何明显的功能冗余。
然而，NKG2D 的功能可能被选择性配基特征的动力学谱图差异地调节。
例如，快速的解离速率可能定性RAE-1δ作为对NKG2D 功能相当有辨识力的调节子，仅仅引发最敏感的反应，尽管更慢解离的RAE-1B6可能促使更广范围的功能（图3）。
这种二元性类型的功能重要性被一种事实暗示，此事实是缺失H60的小鼠可表达RAE-1B6，这种蛋白尽管结构与H60不相似，但是以相似的动力学和NKG2D 相互作用。
本报告中的动力学数据完全是使用Biacore SPR 技术获得的。
从这个数据可以假设动力学行为本身可能是一个调节参数，此参数可区分由不同配基激活相同受体导致的信号传导路径。
天生免疫系统受体的多项特异性可能能够使用NK 细胞克隆有限的指令系统监视尽可能广的一群病原体。
图2. 显示两条重链在Asn 297位置携带的碳水化合物的相对位置的IgG 图示，此碳水化合物占据两条Fc 链之间中心缝隙。
更低的铰链区域被突出。
就是这个区域包括低亲和性IgG 受体（Fc γRIII ）的识别序列，并且从此序列中衍生出潜在的拮抗肽段。
图3. 配基的解离速率在它本身来看，可能是用于区分对受体刺激高度敏感的NK 细胞反应和要求长期刺激的NK 细胞反应的一个调节参数。
在这两个配基之间尽管它们的结构相似、但亲和性巨大差别的原因可能通过结合界面内部完全不同的一些位点的限制突变研究探测到。
