T-Zell-Rezeptor
Synonym: TCR
Englisch: T-cell receptor
1. Definition
Der T-Zell-Rezeptor, kurz TCR, ist ein membranständiger Proteinkomplex auf der Oberfläche von T-Lymphozyten. Er bindet spezifisch an Antigenfragmente, die von MHC-Molekülen präsentiert werden. Auf diese Weise wird ein Signalweg zu Aktivierung der T-Zelle in Gang gesetzt.
2. Biochemie
Bei dem T-Zell-Rezeptor handelt es sich um einen Heterodimer, der aus je einer alpha- und einer beta-Peptidkette besteht. Diese sind über eine Disulfidbrücke verbunden und bilden im Extrazellulärraum eine gemeinsame Antigenbindungsstelle. Die Untereinheiten selbst bestehen wiederum aus einer variablen (V-Region) und einer konstanten Region (C-Region). Die transmembranären Stielsegmente enden mit einer Carboxylgruppe im Zytosol. Zusammen mit dem Transmembranprotein CD3 und zwei ζ-Polypeptiden (Zeta) wird der T-Zell-Rezeptorkomplex gebildet.
Einige wenige T-Zell-Rezeptoren bestehen aus gamma- und delta-Ketten, deren Funktion aktuell (2021) noch erforscht wird.
T-Zell-Rezeptoren weisen in ihrer Struktur eine ausgeprägte Ähnlichkeit zum Fab-Fragment der Immunglobuline auf. Diese Analogie ist verständlich, wenn man sich die sich stark ähnelnden Mechanismen der Diversität der jeweiligen Rezeptoren genauer ansieht (V(D)J-Rekombination).
3. Funktion
Der Rezeptor dient dem Andocken an ein für die T-Zelle spezifisches Antigen. Antigene können vom T-Zell-Rezeptor jedoch nur erkannt werden, wenn sie fragmentiert, also als Peptid vorliegen. Nur der Komplex aus MHC-Klasse I- oder MHC-Klasse II-Molekülen (auf antigenpräsentierenden Zellen) und dem jeweiligen Antigenfragment kann erkannt werden und somit als Ligand an den Rezeptor binden.
Da entgegen der Entwicklung bei den B-Zellen, bei den T-Zellen keine somatische Hypermutation stattfindet, hat der T-Zell Rezeptor eine geringere Affinität zu seinen Zielstrukuren und wird durch Korezeptoren unterstützt. Diese assoziieren an der Zelloberfläche mit dem T-Zell-Rezeptor und binden an die MHC-Domäne:
- CD8 auf zytotoxischen T-Zellen bindet an MHC-Klasse-I
- CD4 auf T-Helferzellen bindet an MHC-Klasse-II
Die T-Zell-Aktivierung erfolgt über eine Signaltransduktion, die durch eine Konformationsänderung des T-Zell-Rezeptors und seines Korezeptors nach Antigenbindung initiiert wird. Durch die Aktivierung intrazellulärer Anteile von CD3 und Zeta kommt es in der Folge zur Transkription bestimmter Zielgene.
siehe auch: T-Zell-Aktivierung und CD3 (→Signaltransduktion im T-Lymphozyten)
4. Historie
Der T-Zell-Rezeptor konnte in den 1980er Jahren erstmalig mithilfe von spezifischen monoklonalen Anitkörpern isoliert und somit separat erforscht werden.
5. Literatur
Murphey, Weaver: Antigenerkennung durch B-Zell- und T-Zell-Rezeptoren Janeway Immunologie, 2018