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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-5281
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/528/


Gamerdinger, Katharina

Nickel-Koordinationsstellen in einem T-Zellrezeptor/Peptid/MHC-Komplex

Nickel-Coordinationsites in a T-cell receptor/peptid/MHC-complex

Dokument1.pdf (3.509 KB) (md5sum: cc3951528ceea8cbafaee51d43780f1a)

Kurzfassung in Deutsch

Nickelallergie, die häufigste Kontaktallergie des Menschen, wird durch Ni-spezifische, HLA-restringierte abT-Zellen verursacht. Die vorliegende Arbeit untersucht im ersten Teil die molekularen Kontakte zwischen T-.Zell Antigenrezeptor (TCR), HLA-Molekül und Ni-Ionen am Beispiel des in einer Maus Hybridomazelle exprimierten TCR T913. Dieser ungewöhnliche TCR reagiert auf Ni in Gegenwart fast aller HLA-DR Allele, ist unabhängig von der Sequenz der HLA-gebundenen Peptide und seine Spezifität wird nahezu vollständig durch seine a-Kette determiniert. Durch gezielte Mutationen konnten in der HLA-DR b-Kette ein konserviertes Histidin (His81) sowie in der TCR a-Kette zwei Tyrosine (Tyr30 in CDR1 und Tyr94 in CDR3) als essentiell für die Ni-Reaktivität identifiziert werden. Im Fall von His81 wurde lediglich ein Austausch zu Tyr toleriert, während für beide Tyrosine sowohl Ala wie Phe Mutationen einen kompletten Reaktivitätsverlust verursachten. Interessanterweise konnte Tyr30 dagegen funktionell durch His ersetzt werden, ein Hinweis auf direkten Ni-Kontakt mit der CDR1 Region. Der T913 TCR wird somit durch Ni über Tyr30 und Tyr94 seiner a-Kette ähnlich wie durch ein Superantigen peptidunabhängig direkt mit der HLA-DR b-Kette verknüpft. Anders als bei Superantigenen wird jedoch auch die für jeden TCR einzigartige CDR3 Region für den Kontakt verwendet.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die T913 a-Kette als Transgen in Mäusen exprimiert. Da kein serologischer Nachweis für das Protein zur Verfügung stand, wurde damit begonnen die transgenen Tiere in eine TCR a-knockout Linie einzukreuzen. Erste Stimulations-Versuche mit T-Zellen aus Transgen-positiven, aber a-KO heterozygoten Tieren lieferten Nickel-reaktive T-Zellen. Da dies in Wildtypmäusen niemals gelungen ist, gehen wir davon aus, dass die transgene Mauslinie sich für ein in vivo Modell für Nickelallergie eignen sollte.


Kurzfassung in Englisch

Nickel ions are potent inducers of T cell mediated contact hypersensitivity in humans. HLA-restricted, Ni-specific T cells have been repeatedly cloned from Ni-allergic patients. However, unlike for peptide- or hapten-reactive T cells the structural identity of Ni-containing allergenic epitopes still remains to be defined. We analyzed a unique TCR which specifically reacts to Ni in the context of most HLA-DR alleles. Furthermore, its Ni-specificity and DR-restricition are defined largely by the a-chain of its a,b heterodimer (Vollmer et al., 2000). Ni-recognition by this TCR is independent of the nature of HLA-DR associated peptides, but crucially relies on a conserved, surface exposed hisitidine in position 81 of HLA-DR b-chains. Within the TCR a-chain we identified two tyrosines as essential contact residues: one in CDR1, the other in the N-nucleotide encoded part of CDR3. Exchange of either Tyr to Ala or Phe extinguished Ni-specificity, whereas one of them could be functionally replaced by His. Interestingly, the only mutation of His81 in the DR molecule which retained the ability to present Ni was a replacement by Tyr. These findings reveal that Ni-ions may activate TCR by a mechanism differing not only from HLA-allele-specific peptide recognition, but also from peptide-independent activation of superantigens. In our case peptide-independent bridging of TCR and MHC results from complexation of Ni with Tyr or his side chains in idiotypic TCR-sequences and conserved HLA-DR regions. As an intermediate between TCR recognition of nominal peptides or of superantigens such mechanism may partially explain the extraordinary strong allergenicity of nickel.


SWD-Schlagwörter: T-Lymphozyten-Rezeptor , MHC Klasse II , Nickel / Kontaktallergie , Induzierte Mutation , Tiermodell
Freie Schlagwörter (englisch): T cell receptor , MHC class II , Nickel-contactallergy , Animal model
Institut: Institut für Biologie 3
Fakultät: Fakultät für Biologie (bis Sept. 2002)
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Weltzien, Hans-Ulrich (Prof.Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.06.2002
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 18.09.2002
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