Гетерогенность иммуноглобулинов

Принадлежность иммуноглобулинов к тому или иному классу и подклассу зависит от характерных особенностей строения константной (С) области Н-цепи (количества и последовательности аминокислотных остатков, молекулярной массы, количества доменов и межцепьевых дисульфидных мостиков, связывания олигосахаридов и других свойств).

Иммуноглобулин М (IgM)
Из всех иммуноглобулинов IgM организован наиболее сложно и имеет наибольшую молекулярную массу — 950 кДа. Он состоит из пяти мономеров, каждый из которых включает две тяжелые цепи (р-цепи) и две легкие цепи (к- или А-типов). Мономеры объединены в единую пентамерную молекулу дисульфидными связями (—S-S—) и J-цепью. Пять мономерных субъединиц расположены радиально, при этом Fc-фрагменты направлены в центр круга, а Fab-фрагменты — кнаружи. В состав u-цепивходит четыре С-домена (Сu 1, Сu2, Сu3 и Сu4), но при этом в структуре тяжелой цепи отсутствует шарнирный участок. В какой-то степени его функцию выполняет Сu2-домен, имеющий остатки пролина. Предполагается, что именно этот домен явился эволюционным предшественником шарнирной области у- и а-цепей IgG и IgA соответственно.

Реконструкция IgM по данным рентгеноструктурного анализа демонстрирует гибкость Fab-фрагмента за счет остатков пролина Сu2, что позволяет «находить» соответствующие антигенные детерминанты на поверхности антигенпредставляющей или бактериальной клетки.


Предпоследний остаток цистеина в хвостовом С-концевом отрезке, содержащем 18 аминокислотных остатков, очевидно, необходим для полимеризации мономеров в пентамер с помощью J-цепи. Каждая u-цепь имеет по пять олигосахаридов: один — в Сu1, три — в СuЗ и один — в хвостовой части. Помимо пентамерной, свободной формы IgM имеется мономерная форма этого иммуноглобулина, которая представлена на поверхности В-клеток и выполняет функцию антигенраспознающего рецептора. Отличие мономера, ассоциированного с мембраной, от пентамера состоит в количестве аминокислотных остатков в хвостовой части тяжелой цепи. В отличие от пентамерной формы тяжелая цепь мономера включает 41 аминокислотный остаток в хвостовой части. Из них 25 гидрофобных аминокислотных остатков принадлежат трансмембранному отрезку. В процессе гуморального иммунного ответа наиболее ранние антитела относятся к IgM-классу. Они же первыми появляются в онто- и филогенезе. Наибольшую активность IgM проявляет в антибактериальном иммунитете и при некоторых аутоиммунных заболеваниях.


Иммуноглобулин А (1дА)
Доминирующим иммуноглобулином секретов организма (слюны, пищеварительного сока, выделений слизистой носа и молочной железы) является IgA.


В сыворотке крови его содержание незначительно и составляет всего 10—15% от общего количества всех иммуноглобулинов. Мономерная форма IgA построена по классическому типу. Тяжелая цепь включает V-область, три домена С-области и шарнирный участок. У человека известно два подкласса этого иммуноглобулина: IgAl и IgA2. Соответствующее обозначение тяжелых цепей: a1 и а2. Без учета шарнирного участка степень гомологии между a1 и а2 очень высока и составляет около 95 %. Кроме того, подкласс IgA2 имеет два аллельных варианта — аллотипы А2m(1) и А2m(2). За исключением шарнирного участка, различия между подклассами IgAl и IgA2 касаются 14 положений аминокислотных остатков в С-областях тяжелых цепей. При этом различия между аллотипами А2m(1) и А2m(2) в этих положениях отсутствуют, но они представлены в других участках тяжелых цепей, вблизи шарнирного участка. Именно эти положения определяют серологически выявляемые различия между аллотипами. Шарнирные области a1-и а2-цепей значительно отличаются друг от друга. Цепь a1 имеет в этом месте на 13 аминокислотных остатков больше, чем цепь а2. При этом последовательности 224 — 239 a1-цепи возникли в результате тандемной дубликации в той части генома, которая контролирует всего восемь аминокислотных остатков.


Дубликация столь незначительного отрезка ДНК — явление крайне редкое, однако особенность этого участка шарнира в другом. В слюне и содержимом толстых кишок человека представлены протеолитические ферменты, способные расщеплять IgAl именно в дублированной части цепи. Кроме того, подобной же активностью обладают протеолитические ферменты некоторых бактерий, таких, как Streptococcus sanguis, Neisseria gonorrhea, N. meningitidis. В то же время делеция 13 аминокислот у IgA2 в данном месте шарнира обеспечивает устойчивость этого подклассаIgA по отношению к бактериальному протеолизу. Вероятно, IgA2 эволюционно возник в результате способности избегать бактериального ферментативного разрушения. Благоприобретенность подобного признака кажется очевидной.

Структурными особенностями IgA являются наличие в молекуле J-цепи и секреторного компонента. J-цепь, как и IgM, служит для полимеризации молекулы. Молекулярная масса цепи незначительна и составляет около 15 кДа. Данный полипептид не имеет гомологии с иммуноглобулинами, а кодирующий его ген локализован в хромосоме, не содержащей генов иммуноглобулинов.


На заключительном этапе синтеза цепь J взаимодействует с СООН-концевым участком тяжелой цепи через дисульфидные связи. В результате образуются полимерные формы IgA, представляющие собой в основном димеры, хотя в незначительном количестве имеются и мультимерные молекулы, включающие три мономера и более.

Для IgA, представленного в секретах, характерно наличие секреторного компонента. Он состоит из нескольких родственных в антигенном отношении полипептидов и экспрессируется на поверхности эпителиальных клеток. При специфическом взаимодействии димера (IgA)2-J с секреторным компонентом на клеточной поверхности образуется комплекс, который после эндоцитоза перемещается в цитоплазме к апикальной части клетки. Здесь комплекс подвергается действию протеолитических ферментов, что позволяет ему высвобождаться в секреты субэпителиального пространства (рис. 2.18).

Функционально IgA выступает в качестве первой линии защиты на слизистых поверхностях, препятствуя проникновению вирусов в организм. Хотя IgA не связывает комплемент и в силу этого не обладает бактерицидной активностью, он играет важную роль в нейтрализации бактериальных токсинов.


Кроме того, у млекопитающих, включая человека, секреторный IgA содержится в молозиве в количестве, достаточном для обеспечения специфического иммунитета новорожденных.

Иммуноглобулин Е (1дЕ)
Содержание IgE в сыворотке крайне мало, хотя удельный вес этих иммуноглобулинов в аллергических реакциях является доминирующим. IgE представляет собой мономер с молекулярной массой около 190 кДа, включающий две тяжелые цепи (е-цепи) и две легкие (к- или А-типов). е-Цепь, как и u-цепь, содержит пять доменов: один Ve- и четыре Се-домена. Функциональная активность IgE проявляется в развитии аллергических реакций. Данный иммуноглобулин способен взаимодействовать с тучными клетками и базофилами посредством Fc-области и соответствующего рецептора на этих клетках. После связи IgE с антигеном (аллергеном) тучные клетки получают сигнал к секреции вазоактивных аминов и других фармакологически значимых соединений, что собственно и приводит к развитию аллергической реакции.

Иммуноглобулин D (IgD)
Иммуноглобулин D был открыт как необычный миеломный белок. Затем его обнаружили в сыворотке крови в очень небольшом количестве. У человека 8-цепь включает три С-домена в отличие от IgD мышей, содержащего только два С-домена: С81 и С83. Приводит ли делеция домена С82 к изменению функции IgD мыши, неизвестно. Данный иммуноглобулин совместно с мономерным IgM экспрессируется на поверхности В-клеток. Вопрос о форме участия IgD в иммунных процессах остается открытым.


Оцените статью: (14 голосов)
4 5 14
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.