Биохимия мембран. Кн 9. Клеточные мембраны и иммунитет - Петров Р.В.
ISBN 5-06-000647-6
Скачать (прямая ссылка):
Еще в XIX столетии, когда, по существу, ничего не было известно ни о
рецепторах клеточной мембраны, ни о природе антител, П. Эрлих предложил
теорию образования антител, согласно которой поверхность
антителопродуцирующей клетки снабжена рецепторными антителами. Антиген,
связываясь со специфическими ре-
35
цепторами, вызывает их "слущивание" в околоклеточную среду. Взамен
потерянных рецепторов клетка нарабатывает новые, которые опять
"слущиваются".
Современные представления о продукции антител значительно отличаются от
теории П. Эрлиха. Но его замечательное предвидение рецепторной функции
антител полностью подтвердилось. Действительно, антитела и
антигенузнающие рецепторы В-клеток представляют собой одни и те же
молекулы - иммуноглобулины
2.1.1. Структура рецепторных lg
Строение Ig детально описано в любом современном учебнике иммунологии,
поэтому здесь будут отмечены лишь наиболее существенные свойства этих
молекул. Каждая молекула рецепторного lg состоит из двух пар
полипептидных цепей: пары длинных (тяжелых) Н-цепей и пары коротких
(легких) L-цепей (рис. 11). Протяженность L-цепи составляет около 215
аминокислотных остатков, Н-цепи - в среднем от 400 до 600 аминокислотных
остатков. L- и Н-цепи соединены в общую молекулу ковалентными
дисульфидны-ми связями: обычно две Н-цепи соединены между собой одной или
двумя дисульфидными связями и к каждой Н-цепи с помощью одной
дисульфидной связи прикреплено по одной L-цепи.
(Ig).
Иммуноглобулины - глобулярные белки, имеющие доменную организацию. Каждая
поли-пептидная цепь, находясь в растворе, обладает характерной
пространственной "упаковкой", в которой более компактные клубки (домены)
чередуются с расплетенными участками. Н-цепи образуют четыре или пять до-
\S-S-
о,
Рис. 11. Структура мембранного иммуноглобулина (антигенузнающий рецептор
в мембране В-лимфоцитов):
о
%
%
лой цепей, V и V - вариабельные области
_ Ш-л w ЯЛ __
легкой и тяжелой цепей, М - фрагмент, погруженный в клеточную мембрану, -
S-S- - дисуль-фидные связи между полипептиднымн цепями
У
менов, L-цепи - два (рис. 12). Структура каждого домена стабилизируется
внутренней дисульфидной связью.
Внутримембранный
домен
Цитоплазматический
Фрагмент
Рис. 12. Домённая организация Ig-рецептора (по Н. Metzger, 1984):
Fab - фрагмент, связывающий антиген, Fc - константный фрагмент,
образующий кристаллы; стрелками указаны участки связывания антигена;
остальные обозначения, как на рис. 11
2.1.2. Антигенузнающий центр молекулы lg
Антигенузнающий центр молекулы Ig представлен небольшой полостью,
образованной между L- и Н-цепями (рис. 13). Полость "выстлана"
несколькими аминокислотными остатками L-цепи и несколькими
аминокислотными остатками Н-цепи. Следовательно, каждая молекула Ig имеет
две такие полости, т. е. два антигенсвя-зывающих участка.
Молекулы антител (рецепторов), специфичные к разным антигенам, обладают
сходной общей структурой, но различаются строением антигенуз на ющей
полости. Такое свойство антител обеспечено достаточным постоянством
последовательности аминокислот в Н- и L-цепях разных антител. Лишь
небольшие фрагменты этой цепи подвержены сильным вариациям.
В основном изменчивость затрагивает N-концевые домены обеих цепей. Эти
домены названы вариабельными (У-домены). В противоположность им остальные
домены цепей именуются константными (С-домены). В участке Н-цепи,
образующей V-домен, на-
ходится четыре небольших гипервариабельных сегмента. В V-доме-не L-цепи -
три гипервариабельных сегмента. Эти очень изменчивые сегменты участвуют в
образовании антигенсвязывающего центра. Примечательно, что все прочие
сегменты V-домена (около 85% аминокислотных остатков V-домена)
практически не подвержены вариациям. Они обеспечивают единообразное
пространственное расположение гипервариабельных сегментов в антигенузнаю-
щем центре молекулы. Так, при общем подобии структуры V-доменов создается
уникальное разнообразие форм их внутренней полости (рис. 13).
Рис. 13. Образование антигенсвязывающей полости при ассоциации VH~ и V^-
доме нов иммуноглобулина:
/ - V-домён легкой цепи, II - V-домен тяжелой цепи, III - V-домен Fab-
фрагмента иммуноглобулина; I - гипервариабельные участки, 2 -
антигенсвязывающий участок (полость)
Многообразие антигенсвязывающих специфичностей в популяции Ig одного
индивидуума достигает 10 б, что обеспечивается соответствующим
разнообразием последовательностей аминокислот в гипервариабельных
сегментах Н- и L-цепей, а также их комбинаторикой.
Если N-концевые домены Ig-рецептора ответственны за связывание с
антигеном, то С-концевые сегменты обеспечивают связь молекулы с мембраной
В-лимфоцитов. Около 40 остатков гидрофобных аминокислот на С-конце
тяжелых цепей пронизывают липидный бислой, прочно удерживая Ig в
клеточной мембране. При этом молекулы рецепторных Ig ориентированы во
внеклеточную среду (см. рис. 12).
На поверхности одной В-клетки определено около 10 5 молекул Ig,
