조직적합성 분자

조직적합성 분자

 

 

거의 모든 세포들의 표면에는 조직적합성 분자가 존재한다. 조직적합성 분자(histocompatibility molecule)라는 이름은 유전적으로 다른 개체들 간의 조직의 적합성 여부를 결정하기 때문에 붙여졌다 일란성 쌍둥이의 경우에는 조직적합성 분자가 같아서 서로 조직을 이식할 때 거부반응이 없이 받아들인다. 이런 경우가 아니라면 각자의 조직적합성 분자는 아마도 그에게만 존재하는 독특한 것이다. 어떤 사람의 조직을 다른 사람에게 이식하면 면역반응이 일어나게 되고, 그대로 놓아두면 이식된 조직은 떨어져 나간다. 그러므로 한 개체의 조직적합성 분자가 다른 개체에 들어가게 되면 항원으로 작용함을 알수 있다. 그런 이유 때문에 조직적합성 분자는 조직적합성 항원 또는 조직이식 항원(transplantation antigen)이라고도 부른다.조직이식시에 가장 급속하고 심하게 거부반응이 일어나게 되는 때는 주조직적합성 분자(major histocompatibility molecule)가 서로 맞지 않는 경우이다. 주조직적합성 분자에는 I군과 II군이 존재한다.

T 세포 수용체와 항원(항원과 조직적합성 분자)간 상호작용의 모식도. T 세포 수용체에는 항원의 표면과 상보적으로 상호작용하는 부분(1-2)과 조직적합성 분자와 상호작용하는 부분(34)이 존재한다. 조직적합성 분자의 모양은 그 위에 붙을 수 있는 항원 조각의 다양성을 제한한다 그러므로 T 세포에게 항원을 표출하는 곳에는 세 쌍의 상보적인 표면이 존재한다.

 

 

I군 조직적합성 분자
I군의 분자는 세 부분으로 구성된다.
1. 횡단 막 단백질(transmembrane protein)로서 세포표면에 노출되어 있다(바깥쪽 부분의 대부분은 이중가닥의 Q-나선 (helix)을 포함하며, 각각은 융기(隆起, ridge)를 이루고 있고, 그 각각의 사이에는 움푹 패어서 홈 (groove)을 이룬다).

2. 작은 분자(예, 짧은 펩티드)로서 2개의 a - 나선 사이의 움푹 패인 홈에 비공유 결합으로 붙어 있다.

3. B-2 미소글로불린으로서 역시 비공유결합으로 붙어 있다.

사람은 이 세 종류의 서로 다른 I군의 분자들을 HLA-A, HLA-B, HLA-C로 나누어 만들어낸다 (HLA 란 human leukocyte antigen의 준말이다). 우리는 이 유전자를 부모로부터 각각 물려받기 때문에 각각의 종류에 쌍으로 유전자를 갖는 것이 가능하다. 실제로는 일반적으로 이러하다. 그러므로 대립인자의 형질이 서로 다른 사람의 경우 6종의 서로 다른 I군 단백질을 낼 수 있다. 이 단백질들은 몸속 대부분의 세포들에 의해 만들어져서 그 세포에 붙어 다니게 된다(중추신경계는 예외이다). 이런 세포가 6종의 서로 다른 I군 분자를 발현시킨다해도 B-2 미소글로불린은 같은 것을 가진다. 그래서 B-2 미소글로불린은 조직 특이성에 상관없다. 그러나 I군 분자의 바깥쪽 공간에 붙는 작은 분자들의 종류는 엄청나게 다양하다. 어느 정도냐 하면, 몸속 각각의 세포는 세포 속의 모든 단백질의 조각들을 붙일 수 있다고 해도 과언이 아니다. 보통의 경우는 단순히 정상적인 세포의 조각들을 붙이고 있고, 그때는 면역반응이 일어나지 않는다. 그러나 세포가 바이러스 같은 세포내 기생체에 감염되어 기생체의 유전자가 만든 물질을 포함할 때는 이야기가 달라진다. 이런 조각들도 역시 세포 밖에서 핫도그빵 사이의 소세지처럼 I군 분자의 가운데 홈(groove)에 자리잡히도록 내보내어 붙여진다 T 세포가 인지하는 에피토프는 바로 핫도그빵과 소세지 양쪽 모두의 부분으로 한꺼번에 인지한다.

 

 

Ⅱ군 조직적합성 분자

Ⅱ 군의 분자는 2개의 횡단 막 단백질로 구성된다. 이 둘은 상호작용을 해서 1군과 마찬가지로 바깥쪽 끝부분에 움푹 패인 홈을 만들고 그 속에 항원이 존재하도록 한다. 하지만 Ⅱ군 분자에 붙는 조각은 외부환경으로부터 세포 속으로 들어온 항원의 조각 밖에는 안 된다. 세포 외에 존재하는 분자는 식작용에 의해 안으로 들어온다. 식작용에 사용된 내포낭(endocytic vesicle)은 리소솜과 융합하고, 그 내용물은 부분적으로 소화가 된다 소화가 되지 않고 남은 조각은 Ⅱ군 분자 위에 놓임으로써 세포표면으로 되돌려진다.

I군 분자는 I군 분자와는 달리 특정 세포에 의해서만 발현된다. 여기에는 대식세포나 B 세포처럼 세포 외부의 항원을 처리하여 T세포가 인지하도록 하는 것이 주된 역할인 세포들이 포함된다. 그러므로 II군에 의한 항원의 노출은 I군과는 크게 두 가지 점에서 차이가 난다. 첫째로 I군 물질은 모든 세포에서 발현되고 II군 세포는 특정한 세포에서만 발현된다. 둘째로 항원조각(핫도그 속의 소세지)의 경우 I군은 세포 자체에서 합성한 거대분자 물질이고, II군 물질은 세포 외부로부터 받아들인 물질이다. 게다가 I 군과 Ⅱ 군에 반응할 수 있는 T 세포의 종류도 다르다.