Trong lịch sử phát triển lĩnh vực công nghệ sinh học, nghiên cứu ứng dụng miễn
dịch học đã được đưa vào thực tiễn từ rất sớm. Cho đến nay, đã có rất nhiều công trình
nghiên cứu ứng dụng thành công các sản phẩm của hệ miễn dịch vào các lĩnh vực trong
cuộc sống như trong Y học điều trị bệnh ung thư, chẩn đoán lâm sàng phát hiện bệnh,
phát hiện các tác nhân vi sinh vật, các loại độc chất, ma túy, khoa học hình sự, phát
hiện ô nhiễm môi trường với nhiều phương pháp như ELISA, Western Blot, Dot
Blot, miễn dịch huỳnh quang, sắc ký miễn dịch dòng bên (que thử nhanh dạng sắc ký
miễn dịch) Các kỹ thuật trên đều sử dụng đến sản phẩm của hệ miễn dịch là kháng
thể đa dòng và kháng thể đơn dòng.
Ngày nay, các vi sinh vật nguy hiểm trong đó có vi khuẩn than (B. anthracis )
đã và đang được sử dụng để chế tạo vũ khí sinh học nhằm mục đích khủng bố. Hiện
nay, trên thế giới đã xuất hiện nhiều test nhanh dạng sắc ký miễn dịch đã được thương
mại hóa. Chúng có ưu điểm là thời gian cho kết quả nhanh chóng, độ chính xác cao,
nhưng giá thành của các loại test này còn ở mức cao và thời gian nhập khẩu lâu. Mặt
khác, ở Việt Nam, các vi sinh vật này chủ yếu được phát hiện qua các phương pháp
PCR, ELISA.Nhược điểm của các phương pháp này là cần một thời gian lâu để cho
kết quả. Do đó, cần phải có công cụ để sàng lọc nhanh nhằm phát hiện sớm sự có mặt
các tác nhân vi sinh vật này.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành đề tài:
“ Nghiên cứu tạo kháng thể đa dòng kháng kháng nguyên đặc hiệu trên vỏ
bào tử B. anthracis.
55 trang |
Chia sẻ: duongneo | Lượt xem: 2071 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu tạo kháng thể đa dòng kháng kháng nguyên đặc hiệu trên vỏ bào tử b. anthracis, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THÀNH ĐẠT
NGHIÊN CỨU TẠO KHÁNG THỂ ĐA DÒNG
KHÁNG KHÁNG NGUYÊN ĐẶC HIỆU TRÊN VỎ
BÀO TỬ B. anthracis
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60. 42. 30
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. ĐỖ NGỌC LIÊN
HÀ NỘI, 2012
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
2
MỞ ĐẦU
Trong lịch sử phát triển lĩnh vực công nghệ sinh học, nghiên cứu ứng dụng miễn
dịch học đã được đưa vào thực tiễn từ rất sớm. Cho đến nay, đã có rất nhiều công trình
nghiên cứu ứng dụng thành công các sản phẩm của hệ miễn dịch vào các lĩnh vực trong
cuộc sống như trong Y học điều trị bệnh ung thư, chẩn đoán lâm sàng phát hiện bệnh,
phát hiện các tác nhân vi sinh vật, các loại độc chất, ma túy, khoa học hình sự, phát
hiện ô nhiễm môi trường với nhiều phương pháp như ELISA, Western Blot, Dot
Blot, miễn dịch huỳnh quang, sắc ký miễn dịch dòng bên (que thử nhanh dạng sắc ký
miễn dịch)Các kỹ thuật trên đều sử dụng đến sản phẩm của hệ miễn dịch là kháng
thể đa dòng và kháng thể đơn dòng.
Ngày nay, các vi sinh vật nguy hiểm trong đó có vi khuẩn than (B. anthracis )
đã và đang được sử dụng để chế tạo vũ khí sinh học nhằm mục đích khủng bố. Hiện
nay, trên thế giới đã xuất hiện nhiều test nhanh dạng sắc ký miễn dịch đã được thương
mại hóa. Chúng có ưu điểm là thời gian cho kết quả nhanh chóng, độ chính xác cao,
nhưng giá thành của các loại test này còn ở mức cao và thời gian nhập khẩu lâu. Mặt
khác, ở Việt Nam, các vi sinh vật này chủ yếu được phát hiện qua các phương pháp
PCR, ELISA...Nhược điểm của các phương pháp này là cần một thời gian lâu để cho
kết quả. Do đó, cần phải có công cụ để sàng lọc nhanh nhằm phát hiện sớm sự có mặt
các tác nhân vi sinh vật này.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành đề tài:
“ Nghiên cứu tạo kháng thể đa dòng kháng kháng nguyên đặc hiệu trên vỏ
bào tử B. anthracis.”
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
3
Mục tiêu của đề tài bao gồm:
Tạo kháng thể đa dòng kháng lại 1 protein đặc trưng trên vỏ bảo tử vi
khuẩn Bacillus anthracis (protein này được sản xuất theo con đường tái
tổ hợp)
Kiểm tra khả năng phản ứng của kháng thể đa dòng này với protein đó
trên vỏ bào tử vi khuẩn Bacillus anthracis.
Đây là bước đầu tiên trên con đường nghiên cứu sử dụng kháng nguyên tái tổ
hợp để sản xuất kháng thể đơn dòng tại Viện Kỹ thuật Hóa sinh và Tài liệu Nghiệp vụ -
Tổng cục Hậu cần Kỹ thuật-Bộ Công An.
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Vi khuẩn B. anthracis
1.1.1. Đặc điểm vi khuẩn B. anthracis
B. anthracis (vi khuẩn than) là vi khuẩn đầu tiên được xác định là vi khuẩn gây
bệnh. Vào năm 1877, R. Koch đã nuôi vi khuẩn này dưới dạng chủng thuần khiết,
chứng minh được khả năng hình thành bào tử của nó và gây được bệnh than thực
nghiệm bằng cách cấy nó vào cơ thể động vật.
Vi khuẩn than thuộc loài Bacillus, họ Bacillaceae. Chi Bacillus là các trực
khuẩn Gram dương, có bào tử, kỵ khí tuỳ tiện. Các vi khuẩn này gồm nhiều loài, đa số
không gây bệnh, một số gây nhiễm trùng nhiễm độc thức ăn (B. cereus), một số có lợi
cho con người (B. subtilis , B. thuringiensis, B. mycoides). B. anthracis có đặc điểm
khác biệt với 3 loài trực khuẩn hiếu khí có bào tử trên là ở tính có độc lực của nó. B.
anthracis có plasmids pXO1; pXO2 và plasmid mã hoá capsule, vỏ chỉ hình thành
trong môi trường giàu chất dinh dưỡng, hoặc được nuôi cấy trong môi trường dinh
dưỡng 0,7% Natri bicarbonat, ở nhiệt độ 37C trong điều kiện giàu CO2 (20%). [3]
Về mặt hình thái, vi khuẩn than hình thẳng, hai đầu vuông, có kích thước từ
11,5 310m, thường xếp thành từng chuỗi giống như cây tre, bắt màu Gram (+). Ở
điều kiện ngoại cảnh hoặc trong môi trường nuôi cấy nghèo dinh dưỡng, vi khuẩn hình
thành bào tử, nằm giữa thân và không làm thay đổi hình thể vi khuẩn. Trên động vật bị
bệnh hoặc môi trường nuôi cấy đặc biệt vi khuẩn có vỏ. Trong môi trường lỏng vi
khuẩn không di động. [5]
Vi khuẩn B. anthracis
Bào tử vi khuẩn B. anthracis
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
5
Khuẩn lạc có kích thước lớn, đường kính 0,3 - 0,5 cm. Màu khuẩn lạc trắng đến
trắng ghi. Bề mặt khuẩn lạc ướt, hơi dính, không gây tan huyết trên thạch máu cừu
(nhưng trên thạch máu thỏ có thể gây tan huyết).
Trong các chương trình về vũ khí sinh học (VKSH) vi khuẩn gây bệnh than B.
anthracis được coi là tác nhân sinh học thường đựơc chú ý quan tâm nhiều nhất vì trực
khuẩn than có thể tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng nha bào (bào tử) trong thời gian
hơn 10 năm, có khả năng chịu nhiệt 160 độ C trong vòng 5 phút, chịu nước sôi đến 10
phút... .
Người bị nhiễm bệnh than qua 3 con đường: qua da, đường tiêu hoá và đường
thở. Bào tử than khi bị hít thở qua mũi chúng có khả năng vào tới các phế nang để gây
bệnh than thể hô hấp và cư trú ở các phế bào của phế nang, qua hệ thống mạch bạch
huyết chuyển tới hạch lympho của trung thất. Tại đó các vi khuẩn gây bệnh than này
sinh trưởng và xâm nhập theo đường máu gây nhiễm khuẩn huyết và nhiễm khuẩn
nhiều nơi trong cơ thể, gây tỷ lệ tử vong rất cao [3].
Độc tố của vi khuẩn than có sự tham gia của 3 yếu tố cấu thành: kháng nguyên
bảo vệ (Protective Antigen-PA), giúp hai cấu tử khác là yếu tố gây phù nề (Edema
Factor -EF) và yếu tố gây chết (Lethal Factor -LF) xâm nhập được vào tế bào của vật
chủ và gây độc. Về bản chất đây là 3 peptid do bản thân vi khuẩn sinh ra. Yếu tố gây
phù nề làm bất hoạt tế bào bạch cầu trung tính của vật chủ làm cho các tế bào này
không có khả năng thực bào để tiêu diệt vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu cho rằng yếu tố
gây chết của vi khuẩn than kích thích các đại thực bào sản sinh TNF-alpha và
interleukin-1-beta (cả hai yếu tố này là thành phần của hệ miễn dịch có tác dụng trong
phản ứng viêm và sốc phản vệ) và yếu tố này có thể gây chết vật chủ. Đây cũng là yếu
tố khác biệt chủ yếu của B. anthracis so với các chủng tương tự như B.
cereus[9,10]
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
6
Hình 1: Nguyên lý gây bệnh than của vi khuẩn B. anthracis [3 ]
Trước đây việc chẩn đoán xác định B. anthracis trong phòng thí nghiệm chủ yếu
dựa vào việc phát hiện hình thái học và đặc điểm sinh học. Các kỹ thuật DNA gần đây
đáp ứng được yêu cầu phát hiện chính xác, cho phép phân biệt B. anthracis với các loại
trực khuẩn khác trong “nhóm B. cereus” như B. cereus, B. thuringiensis và B.
mycoides...Đó là dựa vào sự có mặt của hai plasmids lớn (pXO1; pXO2) của trực
khuẩn than chứa gen độc lực. [3,7]
1.1.2. Đặc điểm bào tử vi khuẩn B. anthracis .
Bào tử vi khuẩn B. anthracis được hình thành trong môi trường thiếu các chất
dinh dưỡng thiết yếu. Trong quá trình hình thành này sẽ có một sự phân chia không đối
xứng của tế bào sinh dưỡng tạo ra một phần lớn và một phần nhỏ tương ứng là tế bào
mẹ (mother cell) và tiền bào tử (forespore). Các tế bào mẹ sau đó bao lấy phần tiền bào
tử, các lớp của bào tử dần được hình thành. Do đó bào tử của B. anthracis bao gồm các
lớp chính sau: lõi (spore core), vỏ lõi (cortex), vỏ bào tử (exosporium). Cuối cùng tế
bào mẹ phân giải tạo nên các bào tử trưởng thành, các bào tử này không hoạt động
nhưng có khả năng sống sót trong môi trường khắc nghiệt qua nhiều năm [10].
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
7
Hình 2: Quá trình hình thành bào tử vi khuẩn than B. anthracis [10]
Phần lõi dày là biến đổi của peptidoglycan, lớp vỏ lõi bao lấy phần lõi và chứa
khá nhiều protein, lớp vỏ bào tử là phần ngoài cùng có cấu trúc giống như quả bóng,
liên kết lỏng lẻo, được xem là nơi tiếp xúc bề mặt giữa bào tử và môi trường [12].
Trong khi ở B. subtilis , lớp áo (coat) là lớp ngoài cùng của bào tử thì ở vi
khuẩn B. anthracis , B. thuringiensis, B. cereus có vỏ bào tử là lớp ngoài cùng. Cả áo
bào tử và vỏ bào tử đều có cấu trúc linh hoạt, khả năng đàn hồi tốt. Mặt khác trên áo và
vỏ bào tử tập trung một số enzyme có tác dụng bảo vệ.
Hình 3: Cấu tạo bào tử quan sát dưới kính hiển vi điện tử [3,5 ]
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
8
Ở hình 3a, là cấu tạo bào tử của vi khuẩn B. subtilis , có lớp ngoài cùng là áo
bào tử (Oc: outer coat layer). Ở lớp này tập trung chủ yếu các protein (chiếm khoảng
30% protein bào tử). Ước tính có khoảng 70 protein trên lớp áo bào tử, phần lớn các
protein này là đặc hiệu cho chủng B. subtilis , người ta thường dựa vào các protein đó
để kiểm tra sự có mặt của vi khuẩn này. Khác với vi khuẩn B. subtilis có lớp áo bào tử
dày với lớp bên trong sáng và lớp bên ngoài tối, vi khuẩn than có áo bào tử mỏng. Lớp
này được phân cách với lớp ngoài cùng bởi khoảng giữa (Is: interspace). Đối với các
chủng B. anthracis , B. cereus , B. thuringiensis, B. mycoides và một số thuộc nhóm
Clostridia thì lớp ngoài cùng là vỏ bào tử. Hình 3b và hình 4 mô tả cấu tạo bào tử của
vi khuẩn than.
Hình 4: Cấu tạo các lớp của bào tử vi khuẩn than [3,5]
Cấu tạo lớp ngoài cùng của bào tử gồm 2 lớp sau: lớp cơ bản (Bl: basal layer) và
một phần bên ngoài giống như các sợi lông (Hn: hair-like nap). Khi quan sát dưới kính
hiển vi điện tử và dùng nhiễu xạ X-quang, người ta thấy lớp cơ bản dày khoảng 190A0
được hình thành từ các lớp mỏng hơn. Lớp cơ bản gồm 4 tấm kết tinh, mỗi tấm có cấu
trúc lỗ có hình lục giác. Ở B. cereus và B. anthracis thì lớp cơ bản dày khoảng 20-
30nm. [14].
Phần lông bao quanh bên ngoài là một glycoprotein gọi là BclA (Bacillus
collagen-like protein of anthracis). Phần cấu trúc của BclA sẽ được mô tả cụ thể ở phần
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
9
sau. Vỏ bào tử chiếm khoảng 2% khối lượng của bào tử và có khoảng 50% protein,
20% lipid , 20% polysaccharides trung tính, và 10% là các thành phần khác. Chức năng
chính của vỏ bào tử là chống lại các tác nhân môi trường, do bề mặt kỵ nước nên làm
tăng khả năng kết dính của bào tử. Mặt khác trên vỏ bào tử chứa một số enzyme có
chức năng hoạt hoá sự hoạt động của bào tử. Vỏ bào tử cũng chính là điểm đầu tiên để
bào tử tương tác với tế bào vật chủ của hệ thống miễn dịch [8].
1.1.3. Một số protein trên vỏ bào tử của vi khuẩn than
Các protein trên vỏ bào tử B. anthracis là đối tượng thường được sử dụng để
phát hiện sự có của vi khuẩn than. Theo thống kê của một số tài liệu [14] thì có khoảng
gần 20 protein có mặt trên vỏ bào tử của vi khuẩn này. Có thể kể đến một số protein
sau: BclA, Alanine racemase (Alr), Inosine hydrolase (InH), Protein ExsF, Protein
CotY, Protein Cot E, Protein Cot H, Protein ExsY, Protein CotB, Protein giả thuyết
ExsK, Protein BxpB, Protein BclA, Protein BxpA...
Các protein nhóm D là các enzyme. Alanine racemase (Alr), Inosine hydrolase
(InH), Fe/Mn-SOD (Fe/Mn-superoxide dismutase). Các enzyme này có vai trò trong
việc bảo vệ bào tử khỏi phản ứng ôxy hoá đồng thời ngăn chặn sự nảy mầm sớm.
Người ta đã chứng minh được rằng những enzyme kể trên xuất hiện ở giai đoạn trưởng
thành của vỏ bào tử vi khuẩn. Alr chuyển hoá L-alanine thành D-alanine (một chất ức
chế sự nảy mầm), InH sẽ phân huỷ inosine ngăn cản quá trình nảy mầm bằng cách
giảm tối thiểu lượng inosine [14].
Các protein nhóm E như ExsY, CotY, CotB. Những protein này có thể được đính
ở lớp cơ bản hoặc lớp ngoài của áo bào tử. Chúng tham gia trong quá trình lắp ráp của
vỏ bào tử. Nhóm các protein bào tử bao gồm các protein có cùng nguồn gốc với các
protein của các protein của B. subtilis có vai trò gắn với lớp áo (coat) hoặc các thành
phần phía ngoài áo.
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
10
Hình 5: Các protein trên vỏ bào tử của một vài loại vi khuẩn [ 14 ]
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
11
Protein nhóm F như BclA, ExsB, ExsC, ExsD,BxpB,... là các protein có trọng
lượng phân tử cao. Có thể kể đến những đặc điểm cơ bản của một số protein thuộc
nhóm này. BxpB được tìm thấy ở lớp cơ bản nhờ đánh dấu miễn dịch huỳnh quang
bằng vàng. Protein này tạo phức liên kết hoá trị mạnh với BclA, các protein khác ở lớp
cơ bản và lớp lông bên ngoài gồm ExsY và CotY. Khi BxpB được tách chiết từ bào tử
bằng SDS, nó được tách ở cả dạng đơn phân và dạng phức hệ khối lượng phân tử lớn
với BclA. BxpB bị đột biến không có khả năng bám với lông bên ngoài, mặc dù BclA
vẫn được tổng hợp bình thường. Thiếu BxpB dẫn đến bào tử nảy mầm nhanh hơn. Một
nhóm các protein, như BxpA, BxpB (còn gọi ExsFA), BxpC, ExsC... chỉ được tìm thấy
ở các vi sinh vật thuộc B. cereus (Bảng 1, nhóm F). Điều này cho thấy vỏ bào tử ở các
sinh vật khác được gắn với lớp cơ bản bằng một nhóm các protein khác. Protein trên vỏ
bào tử của vi khuẩn mang tính đặc hiệu thường được dùng như maker chỉ thị sự có mặt
của vi khuẩn đó [14].
1.1.4. BclA- kháng nguyên bề mặt vỏ bào tử để xác định sự có mặt của vi khuẩn
than
Như đã nói ở trên, một trong những thành phần chính của vỏ bào tử là lớp lông
bên ngoài của vỏ bào tử có thành phần chủ yếu là BclA (Bacillus collagen-like protein
of anthracis). Phần lông và sự liên kết của các sợi lông này lần đầu tiên được mô tả
trong vỏ bào tử của B. anthracis vào năm 1966. BclA có cấu trúc giống như quả bóng
được tạo nên ít nhất bởi 20 protein khác nhau. BclA cũng được tìm thấy trong nhóm B.
cereus . Protein BclA (hình 6) bao gồm phần đầu N và vùng đầu C, thêm 1 vùng giống
collagen, vùng này là sự lặp đi lặp lại của bộ GPT glycine, proline, và threonine.
[12,16,17,20]
Hình 6: Các phần cấu trúc của protein BclA
Glycine là gốc acid amin đầu tiên trong các trình tự lặp lại 3 acid amin GXX
trong đó X là các acid amin bất kỳ. 39% các gốc không phải glycine trong các trình tự
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
12
lặp lại là proline, acid amin này có vai trò làm bền cấu trúc xoắn 3 sợi do giới hạn góc
quay của chuỗi polypeptid. Các dự đoán dựa trên mô hình máy tính cho thấy BclA tồn
tại dưới dạng xoắn.
BclA tái tổ hợp tạo dạng cấu trúc xoắn tự nhiên khi làm nóng hoặc làm lạnh
protein này. 35 acid amin vùng domain N của BclA có cấu trúc tương tự các thành viên
của họ nhân tố hoại tử ung thư (TNF) và vai trò của nó đến nay vẫn chưa được làm rõ.
Giải trình tự đầu N của protein tinh sạch từ bào tử cho thấy 19 gốc acid amin đầu tiên
của protein bị xử lý để loại bỏ đầu N sau sinh tổng hợp. Đầu N nằm phía trong lớp cơ
bản.
Protein vùng lông có tính kỵ nước với khoảng 70 bộ ba các acid amin lặp lại
giống collagen (GXX) và 54 bộ ba GPT. Tính chất kỵ nước của BclA có thể giải thích
cho tính kỵ nước của cả bào tử. Giữa các aa 41-232 là trình tự lặp lại
((GPT)5GDTGTT)2 đặc trưng cho BclA. Vùng lặp lại của BclA rất đa dạng, cũng như
phần đầu N và đầu C có trình tự đa hình, cho phép phân biệt giữa các loài và các
chủng. Sự khác nhau về số lượng lặp lại cũng tương ứng với độ dài của lông trên vỏ
bào tử. Các đột biến BclA sẽ làm mất khả năng nhìn thấy lông ở ngoài bề mặt vỏ bào
tử. Vùng kết thúc đầu C (CTD: C-terminal domain ) gồm 134 acid amin là yếu tố cần
thiết để hình thành cấu trúc xoắn ba lần (triple) của protein BclA. CTD có thể tạo thành
dạng xoắn gồm 3 phần CTD một cách tự nhiên. Domain này nằm hướng ra phía ngoài
lớp vỏ bào tử và là phần lộ ra ngoài chủ yếu của BclA. [17,19,20]
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
13
Hình 7: Cấu trúc 3D của phân tử BclA [ 12,16,17 ]
BclA tái tổ hợp kháng được một số protease nhưng rất dễ bị tác động bởi collagenase,
trong khi đó BclA liên kết đường (glycosylated BclA) tự nhiên có thể kháng lại cả 2
enzyme này. Xử lý BclA tái tổ hợp bằng enzyme collagenase làm phân hủy các acid
amin ở hai đầu của vùng giống collagen nhưng vùng CTD không bị phân hủy.
BclA được dự đoán là có cấu trúc dạng kẹo que (lollipop), phần CTD tạo thành
đầu xoắn của quả cầu protein. Domain CTD có dạng hình cầu và có độ tương đồng cao
với protein bổ thể C1q và yếu tố hoại tử khối u. Cả BclA và bổ thể C1q đã được chứng
minh là có khả năng tương tác với thành phần SP-C (một thành phần chính trên bề mặt
phế nang phổi)
Cấu trúc và vai trò của BclA trong bệnh học của B. anthracis đã được làm sáng
tỏ. Khi điện di, BclA di chuyển giống protein có kích thước >70kDa, lớn hơn nhiều so
với kích thước 34 kDa khi giải trình tự acid amin. Điều này có thể là do thành phần
prolines khá nhiều, khiến sự di động của các protein giống collagen sẽ bị thay đổi. Các
protein giống collagen này rất hiếm thấy ở sinh vật nhân sơ. Các gốc threonine lặp lại
có thể là vị trí để đường hóa thông qua liên kết với nhóm OH của threonine. Các
protein này có thể tạo cấu trúc xoắn gồm 3 phân tử mà không cần hydroxyproline như
các protein ở sinh vật nhân chuẩn. Hai oligosaccharide được liên kết tại nhóm OH, một
tetrasacchareide 715 kDa và một disaccharide 324 kDa được giải phóng khỏi bào tử và
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
14
BclA bám vỏ bào tử sau khi xử lý phân giải với hydrazine (hydrazinolysis). Mỗi
oligosaccharide có thể đính vào BclA thông qua liên kết đường. Tetrasaccharide được
tìm thấy trong vùng giống collagen của BclA, disaccharide nằm ngoài khu vực này.
Disaccharide bao gồm 1 phần rhamnose và một phần 3-O-rhamnose-methyl.
Tetrasacchareide là 2-O-methyl-4-(3-hydroxy-3-methyl-butamido)-4,6-dideoxy-β-D-
glucopyranosyl-(1 3)-α-L-rhamnopyransol-(1 3)-α-L-rhamnopyranosyl-(1 2)-
L-rhamnopyranose (Hình 8). Hai phía của đường là 2-O-methyl-4-(3-hydroxy-3-
methylbutamido)-4,6-dideoxy-D-glucose có tên là anthrose. Đường anthrose của BclA
không tìm thấy trong các thành phần khác ngoài họ B. cereus mặc dù tất cả chúng đều
có chứa protein BclA. Người ta sử dụng đường như là đích để sản xuất các bộ Kit phục
vụ trong chẩn đoán. [20]
Hình 8: Cấu trúc của Tetrasaccharide [20 ]
Sự lặp lại của GPT được ổn định bởi sự glycosyl hoá. BclA tái tổ hợp được biểu
hiện trong E.coli không bị glycosyl hoá. BclA hiếm khi không bị glycosyl hoá vì nó
gián tiếp liên kết với sản phẩm của quá trình glycosyl hoá này. Khi các protein có
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
15
nguồn gốc ở bào tử được xử lý với acid trifluoromethanesulfonic (TFMS) nhằm loại
bỏ sự glycosyl hoá, protein vẫn giữ lại một phần đường.
Bản chất quá trình glycosyl hoá tự nhiên của BclA đóng một vài trò quan trọng
trong việc liên kết bào tử với các phân tử carbohydrate của màng các tế bào trình diện
kháng nguyên ở động vật. Điều này cũng có thể bảo vệ vỏ bào tử khỏi sự glycosyl hoá ,
tách enzyme ra khỏi bào tử để giúp loại trừ một số phân tử tiếp cận với bào tử.
Bào tử bị đột biến BclA cũng không thay đổi đáng kể độc tính với mô hình gây
bệnh ở chuột, tuy nhiên thời gian mang bệnh sẽ biến đổi. Trong đa số các tài liệu đã
được công bố thì BclA luôn là đích quan tâm của các nhà khoa học, vì kháng nguyên
bề mặt này hay được sử dụng để phát hiện sự có mặt của vi khuẩn than [20].
1.2. Đại cương về kháng thể
1.2.1. Kháng thể
Kháng thể là các phân tử immunoglobulin (có bản chất glycoprotein) có hình
dạng hơi giống chữ Y, do các tế bào lympho B cũng như các tương bào (plasma cell -
biệt hóa từ lympho B) tiết ra để hệ miễn dịch nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ,
chẳng hạn các vi khuẩn hoặc virus. Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một epitope
kháng nguyên duy nhất.
Hình 9: Cấu trúc của một phân tử kháng thể.
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thành Đạt-K18 Sinh học
16
Phân tử kháng thể cấu tạo từ 4 chuỗi polypeptid, gồm hai chuỗi nặng (H, heavy)
giống nhau và hai chuỗi nhẹ (L, light) cũng giống nhau. Có hai loại chuỗi nhẹ
(kappa) và (lambda), do đó hai chuỗi nhẹ của mỗi phân tử immunoglobulin chỉ có thể
cùng là hoặc cùng là . Các chuỗi của immunoglobulin liên kết với nhau bởi các cầu
nối disulfide và có độ đàn hồi nhất định. Một phần cấu trúc của các chuỗi cố định
nhưng phần đầu của hai "cánh tay" chữ Y thì rất biến thiên giữa các kháng thể khác
nhau,