Теория и практика иммуноферментного анализа - Егоров А.М.
ISBN 5-06-000644-1
Скачать (прямая ссылка):
Способностью связывать антигены с той же эффективностью, что и нативные молекулы антител, обладают Fab- и Р(аЬ')2-фраг-менты иммуноглобулинов. Изолированные Н- и L-цепи имеют весьма низкое сродство к антигену, однако способность к специфическому узнаванию соответствующих антигенов у них сохраняется.
Во взаимодействии с антигеном участвует большое количество аминокислотных остатков обеих цепей молекулы антител, хотя, как правило, большая функциональная нагрузка приходится на Н-цепи.
первая VH' nerr>/ifl: остатки 25*30
лаятерВариадельные SSfjS&jjSj участки контакта кШшявй участки Ww между Н- и L-цепями
Рис. 6. Укладка тяжелой полипептидной цепи Ci-домена белка NEW (Poljak et at., 1973)
• Основным принципом организации антигенсвязывающих центров иммуноглобулинов является полицентровая структура. Малые ав* тигенные детерминанты связываются иа ограниченном участке ак-тивного центра, комплементарном данной детерминанте. Большие детерминанты могут занимать практически всю область связывания.
Убедительные доказательства существования пространственно разделенных участков связывания антигена были получены для белка миеломы мыши IgA МОРС 460, конкурентно взаимодействующего с 2,4-динитрофенолом (2,4-ДНФ) и 2-метил-1,4-нафтохи-ноном (менадионом):
о
:н.
'з
он
о
2,4-ДНФ
менадион
В антигенсвязывающем центре антител расположена сульфгид-рильная группа, модификация которой приводит к потере иммуноглобулином способности связывания с менадионом, но никак не сказывается на эффективности взаимодействия с ДНФ. Антиген-связывающие свойства белка меняются после его частичной денатурации’в растворе гуанидингидрохлорида и последующей рена-турации. С использованием флуоресцентных зондов было определено расстояние между подцентрами связывания менадиона и ДНФ, составившее 1,2—1,4 нм. Этот результат был подтвержден в экспериментах по сорбции IgA на носителях, содержащих связанные через «ножки» различной длины ДНФ и менадион.
С помощью рентгеноструктурного анализа комплекса миелом-ного белка IgG 1 человека (NEW) с оксипроизводным витамина Кь состоящего из нафтохиноновой группировки и гидрофобной фитильной цепи, установлено, что молекула антигена локализована в полости, образованной вариабельными областями легкой и тяжелой цепей (рис. 7). В ней можно выделить два подцентра связывания отдельных частей молекулы KiOH. В подцентр связывания нафтохиноновой части входят аминокислотные остатки Туг-90, Gly-29, Asn-30 L-цепи, пептидная связь и боковой заместитель Gys-104 Н-цепи. Менадион, представляющий собой часть молекулы KiOH без фитильного хвоста, а также орцеин и уридин взаимодействуют с IgG (NEW) именно в этом подцентре. Фитильная цепь KiOH, изгибаясь, контактирует с пептидной связью между остатками 29 и 30, а также Ser-93 и Leu-94 L-цепи и константным Тгр-54 Н-цепи.
В пользу полицентровой организации антигенсвязывающего центра свидетельствуют данные по рентгеноструктурному анализу димеров Я-цепей белка Бенс-Джонса Мс, характеризующихся наличием, по крайней мере, трех участков связывания. По своей структуре антигенсвязывающий центр представляет коническую впадину глубиной 1,7 нм с диаметром у поверхности 1,5 нм, а у основания 0,6 нм и полости на дне размером 0,8X1,0 нм. Два участка находятся на стенках конической впадины, а третий — на дне полости. В первом участке связываются ДНФ-лиганды, е-дан-силлизии, колхицин, 1,10-фенантролин. Во втором центре связываются также ДНФ-лиганды, метадои, морфин, кофеин, теофиллин. Бис (ДНФ) лизин своими динитрофеиильными кольцами одновременно взаимодействует с первым и вторым участками, что свиде-
тельствует о наличии в них общих структур. Третий центр связывает менадион, производные пиримидина, фенилртуть и нитрофе-нилфосфохолин.
Рис. 7. Схема расположения молекулы витамина KiOH в области связывания миеломного белка NEW человека (Amzel et al„ 1974)
# Исключительная физиологическая значимость полицентровой организации антигенсвязывающего центра антител определяется, по-видимому, следующими причинами. Во-первых, взаимодействие больших антигенных детерминацт одновременно с несколькими подцентрами резко повышает прочность связывания. Так, энергия связывания KiOH с IgG(NEW) (29 кДж/моль) почти на 12,5 кДж/моль превышает- энергию связывания менадиона, что обусловлено наличием в молекуле KiOH дополнительного фитильного остатка. Во-вторых, если бы, молекула антитела обладала бы только оДной антигенной специфичностью, то благодаря чрезвы-
чайно большому числу разнообразных антигенных детерминант лимфоидных клеток оказалось бы недостаточно для выработки антител, направленных исключительно против данного антигена. Поэтому благодаря специфичности резко сокращается объем генетического материала, кодирующего вариабельные части L- и Н-це-пей иммуноглобулинов. В-третьих, синтез антитела, связывающего несколько неродственных антигенов, может индуцироваться любым из них, благодаря чему лишь одна антигенная детерминанта обеспечивает сохранение комплементарности к целому ряду неродственных антигенов. Такая «память» антитела повышает готовность организма к иммунному ответу сразу на большое число различных антигенов.
