T-Zell-Rezeptor

Schematische Darstellung des T-Zell-Rezeptors.

Der T-Zell-Rezeptor (engl. T cell receptor, TCR) ist ein Proteinkomplex, der auf der Oberfläche von T-Zellen verankert ist und für die Erkennung von Antigenen, die durch MHC-Moleküle präsentiert werden, zuständig ist. Der TCR ist strukturell einem Fab-Fragment der Antikörper sehr ähnlich.

Struktur

Der TCR-Komplex besteht aus zwei Untereinheiten (zumeist α/β, seltener γ/δ), die wiederum jeweils aus einer konstanten Domäne (C) und einer variablen Domäne (V) bestehen. Die N-terminalen Enden der Ketten, die zur C-Domäne gehören, durchdringen die Zellmembran bis in den cytoplasmatischen Raum und verankern den Rezeptor. Die beiden Untereinheiten sind extrazellulär über eine Disulfidbrücke miteinander verbunden.

Die variable Domänen der α- und β-Untereinheit setzen sich aus V- und J-Segmenten bzw. für die β-Kette aus V-, D- und J-Segmenten zusammen, die je drei hypervariable beziehungsweise Bindungs-entscheidende Bereiche (engl. complementarity determining regions, CDRs) bilden. Dabei interagieren die CDRs 1 und 2 jeweils vornehmlich mit den α-Helices an der Peptidbindungsspalte der MHC-Klasse- I und II-Komplexe, während die beiden CDR3-Abschnitte eher mit dem dort präsentierten Antigen in Kontakt treten. Letztere weisen vor allem durch Junktionale Vielfalt bei der V(D)J-Rekombination die größere Diversität auf.

Ob ein TCR ein Antigen binden kann oder nicht, ist ein sehr komplexer Prozess. Allgemein gilt das Schloss-Schlüssel-Prinzip, wenn also die Struktur eines präsentierten Antigens im Zusammenhang mit dem präsentierenden MHC-Molekül zur Struktur des TCR passt, so kommt es zur Bindung. Computergestützte Bindungssimulationen sind ein Aufgabengebiet der Bioinformatik.

Entstehung

Neben der Struktur ist auch die Entstehung der T-Zell-Rezeptoren jener der Antikörper der B-Zellen ähnlich. Die beiden Untereinheiten entstehen durch V(D)J-Rekombination. Es kommt zu einer quasi zufälligen Anordnung der Gene um eine möglichst große Diversität zu gewährleisten. Diese ist der Grundbaustein der adaptiven Immunantwort. Die T-Zell-Klone mit jeweils einzigartigem T-Zell-Rezeptor unterliegen im Thymus positiver und negativer Selektion, um T-Zellen mit nicht-funktionellen oder selbst-reaktiven Produkten der Rekombination auszusortieren.

Co-Rezeptoren

Das durch die Bindung entstehende Signal wird durch die simultane Bindung an Co-Rezeptoren verstärkt. Zwei Beispiele sind der CD4 und CD8 Rezeptor. Der CD4-Rezeptor bindet ausschließlich MHC II, während der CD8-Rezeptor spezifisch für MHC I ist. Die Co-Rezeptoren sind nicht nur für Spezifität des TCR zuständig sondern auch für eine anhaltende Bindung zwischen der antigenpräsentierenden Zellen und der T-Zelle. Außerdem wird eine weitere Differenzierung der T-Zelle induziert: Wird CD4 vom TCR-MHC II-Komplex rekrutiert, entsteht eine T-Helferzelle. Bindet der TCR jedoch an MHC I, kommt es zur Rekrutierung von CD8, was die Differenzierung zur Cytotoxischen T-Zelle (veraltet: "T-Killer-Zelle") zur Folge hat.

Literatur

• Janeway C.A., Jr. et al: Immunobiology, 6th ed., Garland Science 2004, ISBN 0815341016

Weblinks

• Jennifer McDowall/Interpro: Protein Of The Month: T-cell receptors. (engl.)