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Heterologe Reaktionen von Säugetierseren mit monospezifischen Antihumanseren Ein Beitrag zur Evolution der Serumproteine

II. Untersuchungen über Präalbumin, β2-Glycoprotein, saures α1-Glycoprotein, α1-Trypsininhibitor

Heterologous reactions of mammalian sera with monospecific anti-human-sera a contribution to the evolution of serum proteins

II. Investigations on prealbumin, β2-glycoprotein, acid α1-glycoprotein, α1-trypsin inhibitor

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Summary

In continuation of earlier investigations the reactions of monospecific antisera against human prealbumin, β2-glycoprotein, acid α1-glycoprotein and α1-trypsin inhibitor were tested with a series of animal sera to investigate the evolution of these serum proteins. We found the sera of the following species reacting, when using the micro-modification of the Ouchterlony-technique:

For prealbumin: rhesus and mangabe monkeys and cattle; for β2-glycoprotein: cattle, sheep, pig, guinea pig, and rat (monkey sera were not tested); for acid α1-glycoprotein: rhesus and mangabe monkeys; for α1-trypsin inhibitor: no reaction (monkey sera were not tested).

From the cross-reactions the minimum number of antigenic determinants of human prealbumin was determined as 2, the one of human β2-glycoprotein as 4. Monkey sera are not included in these results.

The 20 plasma proteins investigated by us so far can be classified into three groups: Group I shows \3- with the exception of the chimpanzee \3- no cross-reactions at all, group II only with primate sera. For group III immunological relationship can further be found with other mammalia. Sera from fowl and eel, representing birds and fishes, did not react. Factors responsible for these differences in cross-reaction are discussed in greater detail:

  1. a)

    Molecular weight, carbon hydrate content, IEP resp. electrophoretical mobility are not related to the persistence of phylogenetically old determinants.

  2. b)

    An influence of the concentration of the proteins could not be excluded.

  3. c)

    In some cases a parallelism between the persistence of phylogenetically old determinants and ontogenetically early synthesis for a given protein may be possible, when one takes account of the data compiled in the literature on the ontogenetically different beginning of synthesis of the different plasma proteins. The quotient of the number of plasma proteins, demonstrable in fetal blood (without IgG, which is known to be transported through the placenta) to their total number rises from 0.00 for group I to 0.33 for group II and to 0.64 for group III.

    This finding is in accordance with a hypothesis put forward by Goodman, that the formation of the hemochorial placenta may lead to an immunization of a mother against mutated proteins of a fetus if these are synthesized early in fetal life. Such an immunization being dangerous for the fetus might well be responsible at least in part for the ontogenetical-phylogenetical parallelism mentioned. The finding is also a special case of our concept introduced earlier, that mutations of serum proteins leading to a change of the older immunological structure of a protein are limited by the disadvantages for selection they lead to.

Zusammenfassung

In Fortführung früherer Versuche wurde die Reaktion von monospezifischen Antiseren gegen menschliches Präalbumin, β2-Glycoprotein, saures α1-Glycoprotein und den α1-Trypsininhibitor mit einer Reihe von Tierseren mit dem Ziel getestet, die Evolution dieser Bluteiwei\sBe zu untersuchen. In der Mikroanordnung der Ouchterlony-Methode wurden mit Seren folgender Arten Reaktionen gefunden:

Für Präalbumin beim Rhesus, Wei\scheitelmangaben und Rind; für β2-Glycoprotein beim Rind, Hammel, Schwein, Meerschweinchen und bei der Ratte (Affenseren wurden nicht geprüft); für saures α1-Glycoprotein beim Rhesus und beim Weißscheitelmangaben; für α1-Trypsininhibitor keine Reaktion (Affenseren wurden nicht geprüft).

Die Mindestzahl der antigenen Determinanten des menschlichen Pr\:aalbumins wurde aus dem Ausfall der Kreuzreaktionen mit 2, die des menschlichen β2-Glycoprotein mit 4 bestimmt.

Die 20 bisher von uns untersuchten Plasmaproteine lassen sich nach dem Ausma\sB der Kreuzreaktionen in drei Gruppen einteilen: Gruppe I zeigt, vom Schimpansen abgesehen, keine Kreuzreaktionen; Gruppe II kreuzreagiert nur mit Primatenseren; bei Gruppe III l\:a\sBt sich dar\:uber hinaus auch bei anderen Mammalia eine immunologische Verwandtschaft nachweisen. Seren von Huhn und Aal reagierten in keinem Fall. Die Faktoren, die die Unterschiede im Ausma\sB der Kreuzreaktionen bedingen, werden ausf\:uhrlich diskutiert:

  1. a)

    Molekulargewicht, Kohlenhydratgehalt, IEP und elektrophoretische Mobilität zeigten keine Zusammenhänge mit der Persistenz der älteren antigenen Determinanten.

  2. b)

    Für die Konzentration der Eiweiße konnte ein solcher Zusammenhang nicht ausgeschlossen werden.

  3. c)

    Nach Literaturangaben über den ontogenetisch unterschiedlichen Beginn der Synthese der verschiedenen Plasmaproteine könnte in einigen Fällen eine Parallelität zwischen Persistenz phylogenetisch älterer Determinanten und ontogenetisch früher Synthese bei einem Eiweiß vorliegen. Das Verhältnis der im Fetalblut nachweisbaren Bluteiweiße (unter Ausschluß von IgG) zu ihrer Gesamtzahl steigt von 0,00 bei der Gruppe I über 0,33 bei Gruppe II bis auf 0,64 bei Gruppe III an. Dieser Befund steht in Einklang mit der von Goodman ausgesprochenen Hypothese, daß mit Entstehung der hämochorialen Placenta mutierte, frühzeitig im Fetalleben synthetisierte Proteine zu einer Immunisierung der Mutter mit nachfolgender Schädigung des Fetus führen können. Er entspricht damit einem Sonderfall unseres früher ausgesprochenen Konzeptes, daß Mutationen, die zu einer Änderung der älteren immunologischen Struktur eines Eiweißes führen, durch dabei entstehende Selektionsnachteile limitiert werden.

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Literatur

  1. 1.

    Bauer, K.: Heterologe Reaktionen von Säugetierseren mit monospezifischen Antihumanseren. Ein Beitrag zur Evolution der Serumproteine. Humangenetik 7, 76 (1969).

  2. 2.

    —: Immunological investigations on the evolution of fibrinogen and plasminogen. Humangenetik 7, 260–262 (1969).

  3. 3.

    Engle, R. L., and K. R. Woods: Comparative Biochemistry and Embryology. In: F. W. Putnam (Ed.): The Plasma Proteins, Vol. II, pp. 183ff. New York: Academic Press 1960.

  4. 4.

    Goodman, M.: A record of man's evolution in the soluble proteins of blood. Vox Sang. (Basel) 8, 505 (1963).

  5. 5.

    Goodman, M.: The specificity of proteins and the process of primate evolution. Protides of the Biol. Fluids 1964, p. 70.

  6. 6.

    —: Deciphering primate phylogeny from macromolecular specificities. Amer. J. Phys. Anthrop. 26, 255 (1967).

  7. 7.

    Hitzig, W. H.: Das Bluteiweißbild des gesunden Säuglings. Helv. paediat. Acta 16, 46 (1961).

  8. 8.

    Kueppers, F.: Antigenic similarity of human α1-antitrypsin to a corresponding protein in the serum of non-human primates. Experientia (Basel) 24, 1277 (1968).

  9. 9.

    Manski, W., and S. P. Halpert: Immunochemical investigation on the phylogeny of lens protein. Protides of the Biol. Fluids 1964, p. 117.

  10. 10.

    Muralt, G. de, et D. L. A. Roulet: Étude immunologique des protéines sériques foetales humaines. Helv. paediat. Acta 16, 517 (1961).

  11. 11.

    Ouchterlony, Ö.: Diffusion-in-gel methods for immunological analysis II. Progr. Allergy 6, 30 (1962).

  12. 12.

    Propp, R. P., and C. A. Alper: C'3 synthesis in the human fetus and lack of transplacental passage. Science 162, 672 (1968).

  13. 13.

    Roulet, D. L. A., E. Gugler, S. Rosin, N. M. Renaud u. A. Hässig: Untersuchungen zur Antigenstruktur menschlicher Serumeiweiße. Vox Sang. (Basel) 5, 479 (1960).

  14. 14.

    Schultze, H. E., and J. F. Heremans: Molecular Biology of Human Proteins, Vol. I, pp. 529–530. Amsterdam: Elsevier 1966.

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(Direktor: Prof. Dr. E. Krah)

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Bauer, K. Heterologe Reaktionen von Säugetierseren mit monospezifischen Antihumanseren Ein Beitrag zur Evolution der Serumproteine. Hum Genet 7, 225–235 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00273171

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