Хранителна алергия и протеинова структура
Хранителна алергия и протеинова структура
Едно от най-големите предизвикателства в науката за храните и молекулярната алергия е да се определи алергенната активност на протеините със специално внимание към новите храни.
Имуногенна природа и кръстосана реактивност на протеините:
Имуногенни свойства, имуноглобулинови антитела и свързване на протеини, както и способността им да свързват имуноглобулиновите свързващи.
The имуногенност способността на протеините да индуцират IgE антитела, докато кръстосана реактивност реакция на IgE антитела (предимно вече налични) с протеин. Кръстосаната реактивност има ясна структурна основа: без структурно сходство няма значителна кръстосана реактивност. Освен това е важна връзката между IgE-свързващия потенциал и клиничните свойства, които се определят от физическите свойства (стабилност). . Всички алергени трябва да могат да образуват мост между IgE молекулите на повърхността на мастоцитите, за да предизвикат дегранулация, освобождаване на медиатори. Следователно, страдащите от алергии трябва да имат поне два IgE свързани антитела (В-клетъчен епитоп) за освобождаване на медиатори (хистамин).
За най-значимите алергии:
Най-значимите хранителни алергени са разделени на 8 групи: пшеница (зърнени храни), месоядни животни, яйца, риба, лешници, мляко, диу и соя.
Протеинова структура и алергии:
Структурата на протеините от гледна точка на алергията може да се характеризира с аминокиселинната последователност, пространственото разположение на протеиновите сигнали и повърхностната структура. Повърхностните свойства на протеините са най-важни по отношение на свързването с антитялото, особено структурата на епитопа, който е частта от повърхността, с която се свързва антитялото. Изследването на структурата на епитопите с алергенна активност е от съществено значение за разбирането на протеиновата алергенност.
Най-важните свойства, свързани със структурата на протеина по отношение на алергенността: разтворимост, стабилност, размер и компактност на пространствената структура на протеина.
За разлика от имуногенността, кръстосаната реактивност се определя значително от структурните свойства. Два протеина могат да бъдат кръстосано реактивни само ако имат сходни структурни свойства. В случая на IgE кръстосани реакции, известни досега, кръстосано реактивните протеини показват сходни свойства както на последователността, така и на конформационното ниво. Въпреки че триизмерната структура на всички кръстосано реактивни протеини на кожата е сходна, но протеините с подобна конформация не са непременно кръстосано реактивни.
Какво прави антигенния алерген?
Отговорът помага да се реши дали въвеждането на нов протеин в нашата диета ще увеличи рисковия фактор за алергии. Каква е връзката между алергенния потенциал, структурата и биологичната активност на хранителните протеини?
За да се определи и предскаже алергенната активност на хранителните протеини, е необходимо да се разберат общите физикохимични свойства на вече известните алергени и да се разберат структурните свойства.
Общи физикохимични и структурни свойства на известни алергени:
- устойчивост на обработки (киселини или термична обработка)- устойчивост на ензими
- адекватна разтворимост.
Aalberse (2001) класифицира хранителните алергени с известна структура в пет групи въз основа на третичната структура на протеините:
антипаралелна b структура:серинови протеази (трипсин)
соя KTI
антипаралелна b-структура и асоциация на една или повече a-спирала: b -актоглобулин (мляко)
неспецифични липидни трансферни протеини2S албумини (семена)
парвалбуминок (риба)
инхибитор на серин протеаза (овалбумин)амил
тропомиозин
малко бяло
Алергените също са класифицирани въз основа на тяхната функция (Breiteneder и Ebner, 2000). Изненадващо е, че много от хранителните алергии от растителен произход имат сходна или идентична структура с „протеините, свързани с патогенезата“, PR протеините (протеини, които могат да бъдат свързани с патогенезата), тези, които могат да причинят,.
Някои примери за алергени, хомоложни на PR протеини:
глюкани (тип PR-2) в плодове и зеленчуци,
хитинази (тип PR-3) в кестени и банани,
липидни трансферни протеини (тип PR-14) в ябълки, соя, кожа и др.
Също така членове на неалергенни PR протеинови групи са предимно добре познати протеинови семейства с определена биологична функция.
Класификация на хранителните алергени въз основа на тяхната биологична функция: (Breiteneder и Ebner, 2000)
инхибитори на протеаза/амилаза в зърнените култури
пероксидаза bzza, брпа
резерви от семена 2S бели лешници
лектини лешник аглутинин
По-нататъшното изследване на хранителни алергени изисква значителна информация, така че имунохимично определената кръстосана реактивност да може да бъде преведена на езика на клинично значимата информация. Особено важно е да се идентифицират и характеризират антигени, които са в състояние да достигнат и стимулират имунните клетки и никога не са алергични. Ако са събрани достатъчно клинични данни и структурна информация за молекулата на алергена, е възможно да се определи коя характеристика на молекулата е отговорна за активността на алергена.