Исследование биологических макромолекул электрофокусированием иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами - Остерман Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Тяжелой цепи диме нтации, тыс, дальтон доменов ние углеЕО-
полная Тяжелой
цели
IgGl Yi 6,6 146 22 4 2---3
IgG2 Ys 6,6 146 Г 51 4 2-3
IgG3 Ys 6,7 170 ° 60 5 2-3
JgG4 Y 4 6,6 146 1 51 4 2-3
IgM 19 970 ^ 1 65 5 12
IgAl ocx 7 160 ° у 56 4 7---11
IgA2 a2 7 160 52 4 7---И
slgA* ИЛИ 0Ga И 385 52---о6 4 7---11
IgD a 7 184 69,7 5 9-14
IgE e 8 188 72,5 5 12
* Секреторный IgA.
ков. После обработки пепсином можно получить несколько укороченный фрагмент F/ и комплекс обеих ветвей молекулы, который обозначают Р(аЬ<)г, подчеркивая этим, что здесь два несколько удлиненных по сравнению с предыдущим случаем двунитевых фрагмента Fab- объединены в один четырехнитевой комплекс.
На рис. 23 не показаны углеводы, входящие в состав молекул IgG. Они присоединяются к тяжелым цепям на участках СНг и в иммунной реакции взаимодействия антитела с антигеном, по-видимому, непосредственного участия не принимают. Физиологическая роль этих углеводов освещена ниже.
У мышей тоже известно четыре варианта IgG, которые обозначают IgGl, IgG2a, IgG2b и IgG3. Со всеми этими обозначениями биохимику необходимо познакомиться, для того чтобы представлять себе, о чем идет речь, если он встретится с ними в иммунохимической литературе. С этой же целью в табл. I включены данные по остальным известным типам иммуноглобулинов человека, хотя с ними в качестве инструмента исследования биохимику приходится встречаться относительно редко.
Обратим внимание на обозначения тяжелых цепей во втором столбце таблицы. Сопоставляя значения молекулярных масс, нельзя не отметить необычайно большую массу IgM, который первым появляется в крови при иммунном ответе. Дело в том, что в свободном состоянии IgM поступает в кровь в виде пентамера, где пять одинаковых молекул примерно такого же типа, как IgG, связаны между собой наподобие звезды концами своих Fc-участков. Пентамеры IgM играют главную роль в элиминировании микроорганизмов и простейших паразитов, например малярийного плазмодия, размножающихся в крови. Они намного более эффективно, чем IgG, стимулируют атаку комплемента. На поверхности лимфоцитов, где IgM выполняют функ-
ПО
цию «узнавания» антигенов, они существуют в виде нормальных мономерных структур.
Также утяжеленными, в виде димеров, в некоторых случаях встречаются IgA(sIgA). Эти иммуноглобулины обнаруживаются главным образом в секреторных жидкостях (слюне, слезах, носовой и бронхиальной слизи), а также в желудочно-кишечном тракте, Они легко проходят клеточные барьеры и, как уже отмечалось, играют ключевую роль в отражении инфекционных вторжений «на переднем фронте» — в областях контакта организма со средой.
Относительно малочисленные иммуноглобулины типа IgE связаны с развитием аллергических процессов. Умеренная аллергия— защитная реакция организма, создающая воспалительный очаг в месте проникновения чужеродных агентов. Количество IgD в сыворотке человека очень мало, а в крови мышей он не обнаруживается вовсе. Основное местонахождение IgD — на поверхности лимфоцитов, где он как-то «сотрудничает» с IgM.
Мономерные молекулы иммуноглобулинов любого типа, находящиеся на поверхности лимфоцита, макрофага или грануло-цита, связываются с этой поверхностью своими Fc-участками. По этим же участкам присоединяются и первые молекулы комплемента. Немалую роль в процессах «узнавания» и связывания, по-видимому, играют входящие в состав молекул иммуноглобулинов сахара. Интересно, что с Fc-участками иммуноглобулинов (между областями СНг и СНз) способен прочно связываться некий хорошо изученный белок, который можно выделить из наружной мембраны бактерии Staphylococcus aureus («белок А»). С широкими возможностями его использования в исследовательских целях мы познакомимся ниже.
Области связывания антигенов
Сопоставление первичных структур тяжелых и легких цепей многих иммуноглобулинов, различающихся по своей антигенной специфичности, обнаружило, что и внутри переменных по своему составу областей VH и VL только короткие их участки варьируют действительно сильно. Эти участки встречаются примерно с одинаковой частотой как на VH, так и на VL- В их состав входят аминокислоты №№ 25—30, 55—60 и 95—98. Названные участки получили наименование «гипервариабильных областей» иммуноглобулинов. Естественно ожидать, что именно они определяют специфичное «узнавание» антигенов.
Чтобы реально представить себе, каким образом это «узнавание» может осуществляться, рассмотрим пространственную конфигурацию полипептидных цепей вариабильных петель VH и VL. Еще в 1960 г. удалось кристаллизовать Fab-фрагменты неко' торых IgG, а в 1974 г. путем рентгеноструктурного анализа с разрешением в 2 А была получена полная пространственная структура IgGl человека. Дальнейшие исследования показали,
