Prof. Dr. Retno D. Soejoedono, MSDrh. Okti Nadia Poetri, MSi

KLASIFIKASI, STRUKTUR DAN FUNGSI ANTIBODI

PENDAHULUAN

KOMPOSISI DARAH:

CAIRAN & SEL-SEL DARAH

PLASMA

SERUM

CORPUSCLE (BENDA DARAH)

ANTIKOAGULAN TANPA ANTI KOAGULAN

1.ERITROSIT

2.LEUKOSIT

3.PLETELET

? GRANULOASIT

AGRANULOSIT

LEUKOSIT:

LIMFOSIT B DAN T

HUMORAL MEDIATED IMMUNITY (HMI)

PERAN SEL B YANG MATANG MENJADI SEL PLASMA MENGHASILKAN ANTIBODI (IMUNOGLOBULIN)

CELLULAR MEDIATED IMMUNITY(CMI)

PERAN SEL Tc (cytotoxic)

Antibodi DI DALAM SERUM:

Ig A, Ig M, Ig G, Ig D & Ig E

PRESIPITIN

AGLUTININ

OPSONIN

BLOCKING

AKTIVITAS BIOLOGIS ANTIBODI DALAM NETRALISASI ANTIGEN

ANTIBODI

Antigen+Limfosit B

Sel Plasma

Antibodi ~ Imunoglobulin

Interaksi, sel Th

Memiliki kemampuan khusus

Penyingkiran

penghancurannya

Antigen, dibantu fagositosis

(Tizzard, 1988)

Virus

Antibodi(Ab1)

Antigen

paratop

epitop

Struktur Imunoglobulin Rantai berat/panjang

(Heavy Chains) & ringan/pendek (Light Chains)

Semua rantai disatukan oleh ikatan disulfidaDalam rantai (Inter-chain)Antar Rantai (Intra-chain)

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Wilayah Engsel (Hinge Region)

karbohidrat

Ikatan disulfida

Struktur Imunoglobulin

WilayahVariabel & KonstantVL & CL

VH & CH

Wilayah Engsel (Hinge Region)

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Wilayah Engsel (Hinge Region)

karbohidrat

Ikatan disulfida

Struktur ImmunoglobulinDomain penting

VL & CL

VH & CH1 - CH3 (kadang ada CH4)

Oligosakarida

CH1

VL

CL

VH

CH2 CH3

Wilayah Engsel (Hinge Region)

Karbohidrat

Ikatan Disulfida

Fragmen Imunoglobulin: Hubungan Struktur – Fungsi

Tempat Ikatan dengan

antigen (Ag Binding)

Tempat ikatan komplemen

Transfer Plasenta

Berikatan dengan Reseptor Fc

Fragmen Imunoglobulin:

FabAg binding

FcFungsi Efektor

F(ab’)2

Pepsin

Fc Peptides

F(ab’)2

Klas ImmunoglobulinIgG - Gamma () heavy chainsIgM - Mu () heavy chainsIgA - Alpha () heavy chainsIgD - Delta () heavy chainsIgE - Epsilon () heavy chains

KELAS IMUNOGLOBULIN

Imunoglobulin G: jumlah terbesar, menstimulasi sistem fagositosis (Decker, 2000)

Imunoglobulin A: mencegah perlekatan mikroba pada

sel- sel epitel (outteridge, 1985)

Imunoglobulin M: dihasilkan utama pada tanggap kebal primer (Tizzard, 1988)

Imunoglobulin D: reseptor antigen (Tizzard, 1988)

Imunoglobulin E: reaksi hipersensitifitas, membantu eosinofil menghancurkan parasit (kuby, 1997; Decker, 2000)

GAMBARAN STRUKTUR IMUNOGLOBULIN

Imunoglobulin G

Imunoglobulin A Imunoglobulin M

(Kaiser, 2002)

IgG

- Ig dominan pada darah, sistem - MW = 150,000 Da- Berumur lebih panjang dibanding Ig lainnya- menyebabkan aglutinasi dan presipitasi Ag

- menetralkan toksin - menghentikan pergerakan bakteri - menetralkan virus- Mampu menembus plasenta- Ada pada kolostrum- Merupakan antibodi opsonin, mempermudah fagositosis- Mediates antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) – killing via NK cells- Mengaktivasi sistem komplemen -Disintesa di limpa dan limfonodul

IgGStruktur

Monomer (7S)

IgG1, IgG2 and IgG4 IgG3

IgM

- Ig pertama yg diproduksi pada respon imun-Ig serum ketiga terbanyak- Strukturnya molekul pentamer - MW = 900,000- Ig yg paling efisien dlm mengaktifkan sistem komplemen-Ig yg paling efesien untuk mengaglutinasi Ag -Diproduksi di limpa dan limfonodul

IgA-Ig terbanyak pd sekresi internal-Ig no. 2 terbanyak dalam serum-Ig sekretori utama (Kekebalan lokal dan mukosa) : Airmata, Air liur, sekresi lambung dan paru-paru- Pada serum struktur Ig A = monomer; pada sekresi = dimer- MW (monomer) = 165,000 Da- Penting pada pertahanan primer melawan infeksi lokal di saluran respirasi dan pencernaan; mencegah perlekatan agen patogen pd permukaan epitel•Memiliki aktivitas antibakteri•Antiviral yg efisien•Antibodi yg dpt mengaglutinasi Ag

IgD

- Jumlahnya sangat sedikit di dalam serum- MW = 180,000- co-expressed dengan IgM di permukaan sel B matang- Tidak sepenuhnya menguraikan, tp terlibat pada eliminasi self-reactive B cellsDiproduksi di limpa dan limfonodul

IgE

- Konsentrasi terendah dalam serum,dan berumur terpendek dari semua Ig - MW = 200,000- Bagian Fc-nya berikatan dgn afinitas tinggi pada reseptor sel mast dan basofil; berperan pd reaksi hipersensitivitas(alergi)-Berperan dalam pertahanan tyerhadap parasit-Pada saluran respirasi dan gastrointestinal

2 rantai berat (V)

2 rantai ringan (L)

Berat molekul 180.000 Dalton

Koefisien sedimentasi 7,8 S

Titik isoelektrik 5,6-7,6

IMUNOGLOBULIN Y (IgY): IgG Unggas…..!!!!!!!

4 rantai konstan (Cv1, Cv2, Cv3, Cv4)1 rantai variabel (VH)1 rantai konstan (CL)

1 rantai variabel (VL)

Struktur

( Sumber. Szabo et al., 1999)

Perbandingan IgG dan IgY

( Sumber. Szabo et al., 1999)

SIFAT FISIK-KIMIA IMUNOGLOBULIN

Imunoglobuli

n

Rantai berat

Rantai ringan

Koefisien sedimentasi

Berat molekul

Berat rantai ringan

Kandungan karbohidrat

(%)

PH

IgG1 γ1 Κ, λ 7S 146.000 50.000 2-3 5,0-9,5

IgG2 γ2 Κ, λ 7S 146.000 50.000 2-3 5,0-8,5

IgG3 γ3 Κ, λ 7S 170.000 60.000 2-3 8,2-9,0

IgG4 γ4 Κ, λ 7S 146.000 50.000 2-3 5,0-6,0

IgM μ Κ, λ 19S 900.000 68.000 12 5,1-7,8

IgA1 α1 Κ, λ 7S 160.000 56.000 7-11 5,2-6,6

IgA2 α2 Κ, λ 7S 160.000 52.000 7-11 5,2-6,6

IgA3 α1,2 Κ, λ 11S 370.000 52-56.000 11 4,7-6,2

IgD δ Κ, λ 7S 184.000 68.000 12 -

IgE ε Κ, λ 8S 190.000 72.000 12 -

(Sumber. Biotech, 2000)

LEVEL IG DALAM SERUM PADA HEWAN DOMESTIK DAN

MANUSIASpesies Level Ig (mg/dl)

IgG IgM Ig A IgE

Kuda 1000-1500

100-200 60-350

Sapi 1700-2700

250-400 10-50

Domba 1700-2000

150-250 10-50

Babi 1700-2900

100-500 50-500

Anjing 1000-2000

70-270 20-150 1-7

Kucing 400-2000 30-150 30-150

Ayam 300-700 120-250 30-60

Manusia 800-1600 50-200 150-400 0,002-0,05

Sumber : Tizard 2009

Imunoglobulin:Isotipe, Alotipe dan Idiotipe

Terdapat tiga kelas determinan antigenik yang diekspresikan oleh daerah V dan C, yaitu :

(1) determinan isotypic, membedakan rantai ringan menjadi dua klas, yaitu kappa (κ) dan lamda (λ), sedangkan rantai berat mempunyai lima isotipe berbeda yang membagi imunoglobulin menjadi lima klas yang berbeda dengan fungsi yang berbeda-beda pula (pada manusia, IgG, IgM, IgA, IgE, IgD) (Saldanha 2000)

(2) determinan allotypic, dibedakan dari produk gen pada lokus yang sama (IgG1, IgG2a, IgG2b )

(3) determinan idiotypic, dihubungkan dengan spesifisitas ikatan antigen

IMMUNOGLOBULIN CLASSES AND SUBCLASSES IN MAMMALS

Spesies Kelas Ig

Ig G IgA IgM IgE IgDKuda G1,2,3,4,5

,6,7A M E D

Sapi G1,2,3 A M E D

Domba G1,2,3 A1,2 M E D

Babi G1,2a,2b,3,4

A M E D

Anjing G1,2,3,4 A M E1,2 D

Kucing G1,2,3,(?4)

A M E1,2? ?

Mencit G1,2a,2b,3 A1,2 M E D

Simpanse

G1,2,3 A M E D

Manusia G1,2,3,4 A1,2 M1,2 E DSumber : Tizard 2009

Antibodi Poliklonal dan Monoklonal

Antibodi Poliklonal : antibodi yang diperoleh dari hiperimunisasi, disebut juga serum hiperimun dan dapat bereaksi dengan sejumlah determinan antigen yang berbeda pada antigen (bereaksi pada banyak epitop)

Antibodi Monoklonal : antibodi yang hanya dapat bereaksi terhadap satu epitop, biasanya diperoleh dengan cara membuat klon sel hibrid sehingga akan tersekresi antibodi yg homogen

Antibodi Monoklonal

AntigenDefinisi antigen Antigen: substansi “non self“/ asing yg dapat menginduksi respon imun spesifik. Antigen . Tolerogen .Allergen

Tolerogen – antigen yang menyebabkan

imun spesifik tidak memberikan respon krn

bentuk molekulnya, namun apabila bentuknya

berubah bisa menjadi imunogen.

Allergen – Substansi yang dapat

menyebabkan reaksi alergi, reaksi yg terjadi

bersifat merugikan setelah tubuh terpapar via

oral, inhalasi, injeksi atau kontak pada kulit.

Definisi

ImunogenAntigen (Ag)HaptenEpitop atau Determinan antigenikAntibodi (Ab)

APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?ANTIGEN: ANTIGEN: ANTI ANTI BODYBODY GEN GEN ERATING ERATING SUBSTANCESSUBSTANCESDapat berupa: Polisakarida, protein, lemak, asam inti atau Dapat berupa: Polisakarida, protein, lemak, asam inti atau lipoplisakarida, lipoprotein dll.lipoplisakarida, lipoprotein dll.

Suatu bahan bersifat Antigenik?Suatu bahan bersifat Antigenik?Artinya: mampu merangsang pembentukan Artinya: mampu merangsang pembentukan

antibodi spesifik terhadap senyawa tersebutantibodi spesifik terhadap senyawa tersebut

Apa syarat-sayarat suatu bahan bersifat Apa syarat-sayarat suatu bahan bersifat antigenik?antigenik?

UkuranUkuranKelarutanKelarutan

Kompleksitas susunan kimiawiKompleksitas susunan kimiawiDerajat keasinganDerajat keasingan

Kemampuan degradatifKemampuan degradatif

ANTIGEN: ANTIGEN: ANTI ANTI BODYBODY GEN GEN ERATING ERATING SUBSTANCESSUBSTANCESDapat berupa: Polisakarida, protein, lemak, asam inti atau Dapat berupa: Polisakarida, protein, lemak, asam inti atau lipoplisakarida, lipoprotein dll.lipoplisakarida, lipoprotein dll.

Suatu bahan bersifat Antigenik?Suatu bahan bersifat Antigenik?Artinya: mampu merangsang pembentukan Artinya: mampu merangsang pembentukan

antibodi spesifik terhadap senyawa tersebutantibodi spesifik terhadap senyawa tersebut

Apa syarat-sayarat suatu bahan bersifat Apa syarat-sayarat suatu bahan bersifat antigenik?antigenik?

UkuranUkuranKelarutanKelarutan

Kompleksitas susunan kimiawiKompleksitas susunan kimiawiDerajat keasinganDerajat keasingan

Kemampuan degradatifKemampuan degradatif

APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?APAKAH ANTIGEN ITU?

• UkuranUkuran• KelarutanKelarutan• Derajat keasinganDerajat keasingan• Kemampuan degradatifKemampuan degradatif• Kompleksitas komposisi kimiawiKompleksitas komposisi kimiawi

• UkuranUkuran• KelarutanKelarutan• Derajat keasinganDerajat keasingan• Kemampuan degradatifKemampuan degradatif• Kompleksitas komposisi kimiawiKompleksitas komposisi kimiawi

APAKAH IMUNOGEN ITU?APAKAH IMUNOGEN ITU?APAKAH IMUNOGEN ITU?APAKAH IMUNOGEN ITU?IMUNOGEN: IMUNOGEN: IMMUN IMMUN ITYITY GEN GEN ERATING ERATING SUBSTANCESSUBSTANCES

Suatu bahan bersifat imunogenik?Suatu bahan bersifat imunogenik?Artinya: mampu merangsang pembentukan Artinya: mampu merangsang pembentukan

antibodi spesifik yang bersifat protektif antibodi spesifik yang bersifat protektif terhadap senyawa tersebut dan terhadap senyawa tersebut dan

meningkatkan respon kekebalan selularmeningkatkan respon kekebalan selular

Apa syarat-syarat suatu bahan bersifat Apa syarat-syarat suatu bahan bersifat imunogenik?imunogenik?

UkuranUkuranKompleksitas susunan kimiawiKompleksitas susunan kimiawi

Derajat keasinganDerajat keasinganKemampuan degradatifKemampuan degradatif

Merupakan faktor virulen mikrobaMerupakan faktor virulen mikroba

IMUNOGEN: IMUNOGEN: IMMUN IMMUN ITYITY GEN GEN ERATING ERATING SUBSTANCESSUBSTANCES

Suatu bahan bersifat imunogenik?Suatu bahan bersifat imunogenik?Artinya: mampu merangsang pembentukan Artinya: mampu merangsang pembentukan

antibodi spesifik yang bersifat protektif antibodi spesifik yang bersifat protektif terhadap senyawa tersebut dan terhadap senyawa tersebut dan

meningkatkan respon kekebalan selularmeningkatkan respon kekebalan selular

Apa syarat-syarat suatu bahan bersifat Apa syarat-syarat suatu bahan bersifat imunogenik?imunogenik?

UkuranUkuranKompleksitas susunan kimiawiKompleksitas susunan kimiawi

Derajat keasinganDerajat keasinganKemampuan degradatifKemampuan degradatif

Merupakan faktor virulen mikrobaMerupakan faktor virulen mikroba

PERBANDINGAN ANTIGEN & IMUNOGENPERBANDINGAN ANTIGEN & IMUNOGENPERBANDINGAN ANTIGEN & IMUNOGENPERBANDINGAN ANTIGEN & IMUNOGEN

__________________________________________________________________________________ANTIGENANTIGEN IMUNOGEN IMUNOGEN HAPTENHAPTEN

__________________________________________________________________________________BELUM TENTU IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKBELUM TENTU IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKPERLU CARRIER PERLU CARRIER

TIDAK HARUS FAKTOR VIRULENTIDAK HARUS FAKTOR VIRULEN HARUS FAKTOR VIRULEN KEDUANYA HARUS FAKTOR VIRULEN KEDUANYA

ANTIBODI TIDAK HARUS PROTEKTIF ANTIBODI PASTI PROTEKTIF ANTIBODI TIDAK HARUS PROTEKTIF ANTIBODI PASTI PROTEKTIF KEDUANYA KEDUANYA

SUATU SENYAWA YANG IMUNOGENIK PASTI SUATU SENYAWA YANG IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKANTIGENIK

TIDAK SELALU SENYAWA YANG ANTIGENIK PASTI TIDAK SELALU SENYAWA YANG ANTIGENIK PASTI

IMUNOGENIKIMUNOGENIK

__________________________________________________________________________________ANTIGENANTIGEN IMUNOGEN IMUNOGEN HAPTENHAPTEN

__________________________________________________________________________________BELUM TENTU IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKBELUM TENTU IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKPERLU CARRIER PERLU CARRIER

TIDAK HARUS FAKTOR VIRULENTIDAK HARUS FAKTOR VIRULEN HARUS FAKTOR VIRULEN KEDUANYA HARUS FAKTOR VIRULEN KEDUANYA

ANTIBODI TIDAK HARUS PROTEKTIF ANTIBODI PASTI PROTEKTIF ANTIBODI TIDAK HARUS PROTEKTIF ANTIBODI PASTI PROTEKTIF KEDUANYA KEDUANYA

SUATU SENYAWA YANG IMUNOGENIK PASTI SUATU SENYAWA YANG IMUNOGENIK PASTI ANTIGENIKANTIGENIK

TIDAK SELALU SENYAWA YANG ANTIGENIK PASTI TIDAK SELALU SENYAWA YANG ANTIGENIK PASTI

IMUNOGENIKIMUNOGENIK

Faktor yang Mempengaruhi antigenesitas suatu substansi kimia

UkuranSemakin besar semakin baik

KompleksitasSemakin kompleks semakin baikMolekul protein yang besar lebih antigenik

dibandingkan molekul yang kecilProtein lebih baik dibandingkan dengan

karbohidrat, lemak, dan asam nukleat.Stabilitas

Lebih stabil lebih baik Gelatin dan flagela bakteri bukan antigen yang

baik karena strukturnya berubah-ubahTapi harus dapat didegradasi

Plastik dan metal bukan antigenKeasingan

Semakin asing, semakin antigenikMisalnya: protein manusia pada domba… antigenik;

tetapi pada monyet dapat kurang antigenik.

Fungsi Antigen

1)  Immunogenisitas Kemampuan antigen untuk menstimulasi

tubuh membangkitkan respon imun spesifik.  

2)  Immunoreaktivitas Kemampuan antigen untuk bergabung dengan Ab

koresponden atau sensitized T ymphocyte.

Struktur Antigen

Hapten and carrier Hapten: Only possess

immunoreactivity Carrier: enhance the

immunogenicity of hapten

Complete antigen(immunogens) :Possess both functions Hapten +carrier complete

antigen

Adjuvan

Adjuvant: The Latin "adjuvans" means to help, particularly to reach a goal.

An adjuvant is a substance that helps and enhances the pharmacological effect of a drug or increases the ability of an antigen to stimulate the immune system.

Klasifikasi Adjuvan

Freund’s adjuvant

♥ Complete Freund’s adjuvant(CFA)

♥ Incomplete Freund’s adjuvant(IFA)LiposomeInorganic compoundCytokineBiodegradable nanoparticles

Mekanisme Kerja Adjuvan

Memperluas permukaan antigen, membuat depo pada lokasi injeksi sehingga pelepasan antigen perlahan-lahan.

Meningkatkan sinyal ko-stimulator.

Menginduksi formasi granuloma.

Stimulasi proliferasi limfosit pada non spesifik

Faktor yang mempengaruhi Imunogenesitas: Hewan

GenetikSpesiesIndividu

Responders vs Non-responders Umur Cara Pemberian

DosisRoute

Subkutan> Intravena > IntragastrikAdjuvant

Substansi yang memperkuat respon imun terhadap antigen

Sifat Kimia Imunogen

Protein: Antigen terbaikPolisakaridaAsam NukleatLemak

Antigenik Determinan bagi Sel B dan Antibodi

KomposisiProtein: antigen terbaikpolisakarida, asam nukleat: bukan

antigen yang baik Determinan:

Linier (tergantung sekuens)Bukan lilier (tergantung konformasi)

Ukuran 4-8 Asam Amino (residu)

Antigenik Determinan bagi Sel B dan Antibodi

Komposisi Ukuran Jumlah

Terbatas, lebih dari satu

Berlokasi di bagian permukaan luar dari Ag

Fe

Antigenik Determinan bagi Sel T

KomposisiProteinTergantung sequence (linier)

Diproses terlebih dahuluPresentasi dengan MHC

Ukuran8 -15 Asam Amino

JumlahTerbatas pada antigen yang dapat berikatan

dengan MHC

Polisakarida (pati dan glikogen)Bukan antigen yang baikMudah didegradasiPolisakarida kompleks dapat sebagai antigen

terutama bila berikatan dengan proteinDinding sel bakteri gram negatifAntigen sel darah merah

Antibodi natural

Antigen & Imunogen

LemakBukan antigen yang baik

Ada dimana-mana (bukan bahan asing)SederhanaTidak stabil dan mudah didegradasi

Dapat sebagai antigen bila bergabung dengan protein atau polisakarida

Antigen & Imunogen

Asam nukleat mamaliaAntigen yang tidak baik

SederhanaFleksibelMudah didegradasi

Asam nukleat bakteriAntigen yang baik ??Struktur berbeda dengan eukaryot??Bertanggung-jawab dalam induksi auto-

antibodi pada penyakit auto-imun ??

Antigen & Imunogen

THANK YOU

NEXT CHAPTER : INTERAKSI ANTIGEN & ANTIBODI