Фізико-хімічні властивості та методи виділення антитіл

ДИПЛОМНА РОБОТА

(ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА)

ВИПУСКНИКА ОСВІТНЬОГО СТУПЕНЯ

«БАКАЛАВР»

Тема: Удосконалення технології отримання імуноглобулінів

Виконавець: студентБР 501з групи,ННІНОСовик О.М. (_______________)

Керівник:д.б.н., проф. ГаркаваК.Г. (_______________)

Нормоконтролер:асистент                         Лазарєв В. Г.(_______________)

Київ 2018

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Навчально-науковий інститут_____Неперервної освіти____________

Кафедра________________ Біотехнології______________________

Напрям(спеціальність)_____6.051401«Біотехнологія»_______________

                                                                                              ^{(шифр, найменування)}

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

К.Г. Гаркава ________________

«» _________ 2017 р.

ЗАВДАННЯ

На виконання дипломної роботи

Совика Олексія Михайловича

^{(прізвище, ім’я, по батькові випускника в родовому відмінку)}

1. Тема дипломної роботи: «Удосконалення технології отримання імуноглобулінів» затверджена наказом ректора від «20» квітня 2017 р. № 978/ст.

2. Термін виконання роботи: з 8 травня по 13 червня

3. Вихідні дані до роботи: літературні відомості про вплив складу поживного середовища на інтенсивність утворення біомаси та ферментативний синтез, матеріали та методи дослідження активності амілолітичних ферментів.

4. Зміст пояснювальної записки: РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД. РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ІМУНОГЛОБУЛІНІВ

5. Календарний план-графік

6. Дата видачі завдання: «» ______________ 2017р.

Керівник дипломної роботи ________________ Гаркава К.Г.

^{(підпис керівника)          (П.І.Б.)}

Завдання прийняв до виконання ____________ Совик О.М.

     ^{(підпис студента)        (П.І.Б.)}

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломної роботи «Удосконалення технології отримання імуноглобулінів»: 57 стр. , 12 рис., 2 табл., 16 літературних джерел.

Мета дипломної роботи – Удосконалети технологію отримання імуноглобулінів

Об'єкт дослідження – IgY-уреаза.

Предмет дослідження – Helicobacter pylori.

Методи дослідження – мікробіологічні, технологічні, біохімічні.

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………..………7

РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД……………………………………………………8

1.1. Імуноглобуліни. Їх природа та функції……………………………………………

1.2. Фізико-хімічні властивості та методи виділення антитіл………………………

1.3.Молекулярна структура антитіл та їх активні центри

1.4. Механізм дії та властивості імуноглобулінів……………………………………

1.4.1. Механізм дії……………………………………………………………………

1.4.2. Властивості та структура………………………………………………………

1.5. Класи імуноглобулінів та їх характеристика……………………………………

1.6. Динаміка утворення антитіл……………………………………………………….

РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ІМУНОГЛОБУЛІНІВ …..……………

2.1.IgY-технологія………………………………………………………………………

2.1.1.Матеріали та методи…………………………………………………………..

2.1.2.Клінічний тест…………………………………………………………………

2.1.3.Результати і обговорення…………………………………………………….

ВСТУП

Виробництво антитіл (Абс) у курей та вилучення специфічного Аб з яєчного жовтка (IgY Абс) все більше зацікавлять наукову спільноту, про що свідчить значне зростання літератури IgY. Цей огляд пропонує докладну та вичерпну інформацію про IgY-технології, в тому числі: а) можливості ведення хліба згідно з принципами Three Rs; б) нове розуміння механізму переносу IgY з крові на жовток як біологічну основу для цієї технології; в) порівняльна характеристика IgY Abs і IgG Абс; г) висока ефективність методу з урахуванням надзвичайної кількості IgY Ab, одержуваної однією куркою протягом одного року (загалом від 20 г до 40 г IgY); е) порівняння ефективності IgY Abs і IgG Абс (кролика, вівця, миша) в кількох імунологічних аналізах; f) протоколи імунізації, а також найбільш часто використовувані процедури екстракції IgY; g) нові можливості для застосування в медицині людини та ветеринарії, включаючи стратегії лікування інфекції Helicobacter pylori або смертельних захворювань кишечника у дітей, особливо у бідних країнах, для зменшення використання антибіотиків, а також в Азії та Південній Америці для виробництва Абс проти зміїв, павуків та скорпіонів; і h) використання IgY Abs у різних галузях дослідження, також беручи до уваги останні події в Південній Америці (зокрема, в Аргентині та Кубі) та в Азії.

РОЗДІЛ 1.

ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

Імуноглобуліни. Їх природа та функції

Наприкінці ХІХ ст. вже було встановлено, що у відповідь на введення в організм антигенів в сироватці крові, лімфі, екстрактах тканин накопичуються антитіла. У 1939 р. А. Тізеліусом та Е. Кеботом вони були ідентифіковані як γ-глобуліни. Усі білки сироватки крові поділяються на альбуміни та 3 фракції глобулінів: α-, β-, γ-глобуліни. Останні характеризуються найнижчою електрофоретичною рухомістю у звיязку з більшою молекулярною масою. Загальна їх маса представлена антитілами, тому γ-глобуліни отримали найменування імуноглобулінів. Однак антитіла можна виділити і серед білків β2-фракції, а також у невеликій кількості з α-глобулінової фракції. Серед білків плазми крові імуноглобуліни складають 15 – 20%. До імуноглобулінів відносять білки тваринного походження, які здібні зв’язуватися з антигенами та мають активність антитіл.

Антитіла – це імуноглобуліни, які специфічно реагують з антигеном, що стимулює їх утворення. За хімічною природою вони є глікопротеїдами, тому що складаються з протеїну та олігосахариду, який містить гексозу, аміносахар та сіалову (нейрамінову) кислоту.

Імуноглобуліни виконують різноманітні біологічні функції. До первинних функцій антитіл відносять їх взаємодію з комплементарною структурою антигенів, до вторинних – фіксацію комплемента, участь у реакціях опсонізації, у прояві цитотоксичної дії, імунорегулярторний вплив на клітини імунної системи та виділення ними біологічно активних речовин тощо. Крім повноцінних антитіл з тетрапептидною природою, до імуноглобулінів відносять подібні за структурою імуноглобулінові рецептори лімфоцитів та деякі білки, схожі з антитілами за хімічним складом та антигенною специфічністю: мієломні білки (білки Бенс-Джонса), блокуючі антитіла та окремі субодиниці імуноглобулінів.

Таким чином, основна функція антитіл – ідентифікація антигену – зумовлена їх високою специфічністю, яка проявляється здатністю зв’язуватися з комплементарною в фізико-хімічному відношенні структурою антигену. Це сприяє руйнуванню антигену ферментними системами макроорганізму, тобто викликає його елімінацію. Основна функція антитіл пов’язана з вторинними функціями: антитіла на тільки розпізнають і зв’язують антигени, але й представляють їх макрофагам і лімфоцитам; обумовлюють руйнування тканинних базофілів, тучних клітин.

Фізико-хімічні властивості та методи виділення антитіл

При вивченні та виділенні імуноглобулінів використовують такі методи:

· осадження імуноглобулінів 20%-ним етанолом при –5 °С;

· висолювання сірчанокислим амонієм (1,34 М);

· іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-целюлозі або ДЕАЕ-сефадексі;

· ультрацентрифугування;

· імуноелектрофорез;

· витіснення антитіл надлишком гаптену з комплексу антиген-антитіло;

· обробка протеолітичними ферментами;

· афінна хроматографія з використанням як ліганди антигенів.

Імуноглобуліни відрізняються від нормальних γ-глобулінів іншими константами седиментації, більшою в'язкістю і значною стійкістю до протеолітичних ензимів. Антитіла не руйнуються при короткочасному впливі слабких кислот та лугів, вони витримують нагрівання до 60 °С, не інактивуються при обробці трипсином протягом 7 діб при температурі 37 °С. Для поділу комплексу антиген-антитіло використовують підвищення температури, зміну іонної сили та рН середовища.

Група імуноглобулінів дуже гетерогенна. Імуноглобуліни окремих класів розрізняються за складом амінокислот та розчинністю: псевдоглобуліни при низькій іонній силі розчиняються, еуглобуліни – ні, вони потребують для розчинення додавання електроліту, наприклад, фізіологічного розчину. Антитіла розрізняються також за електричним зарядом (звичайно протилежний заряду антигена); за електрофоретичною рухливістю; за молекулярною масою та константами седиментації. За останніми показниками можна виділити 3 групи імуноглобулінів:

1) IgG мають молекулярну масу (Мм) 150 кД, коефіціент седиментації 7S;

2) IgA, IgD, IgE - Мм 170-400 кД, 7-11S;

3) IgМ - Мм 900 кБ, 19S.

Найбільш вагомий внесок в розбіжності функцій імуноглобулінів роблять структурні відміни різних класів.