Молекулярное строение антител
Иммуноглобулины являются гликопротеидами. Их молекула состоит из нескольких полипептидных цепей, стабилизированных сахаридными остатками. При нагревании выше 60 °С молекула Ig денатурируется. Иммуноглобулины различаются по структуре, атигенному составу, по выполняемым функциям.
Молекулы Ig имеют универсальное строение. Если молекулу Ig обработать 2-мер-каптоэтанолом, то она распадется на 2 пары полипептидных цепей: две тяжёлых (550-660 аминокислотных остатков, молекулярный вес 50 кДа) и две легких (220 аминокислотных остатков, молекулярный вес — 20—25 кДа). Обозначают их как Н- (от англ. heavy — тяжелый) и L- (от англ. light — легкий) цепи. Тяжелые и легкие цепи связаны между собой попарно дисульфидными связями (-S-S-).
Между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь. Это так называемый «шарнирный» участок. Такой тип межпептидного соединения позволяет менять конформацию в зависимости от окружающих условий и состояния. Шарнирный участок ответствен за взаимодействие с первым компонентом комплемента (С1) и активацию его по классическому пути.
Легкие и тяжелые полипептидные цепи молекулы Ig бывают различных типов, которые определяются последовательностью аминокислот. У легких цепей известно 2 типа: κ и λ, (каппа и лямбда), тяжелых цепей - 5 типов: α, γ, μ, ε и δ (альфа, гамма, мю, эпсилон и дельта), — которые имеют также и внутреннее подразделение. Среди многообразия цепей α-типа выделяют αl- и α2- подтипы, а μ-цепей— μ1- и μ2-. Для γ-цепи известны 4 подтипа: молекулы Ig γl-, γ2-, γ3- и γ4-.
Отдельные участки цепи молекулы Ig свернуты в глобулы (домены), которые соединены линейными фрагментами. Домены стабилизированы дисульфидной связью. Таких доменов в составе тяжелой цепи Ig бывает 4-5. а в легкой — 2. Каждый домен состоит примерно из 110 аминокислотных остатков.
Домены различаются по постоянству аминокислотного состава. Выделяют С-домены (от англ. constant — постоянный), с постоянной структурой полипептидной цепи, и V-домены (от англ. variable— изменчивый), с переменной структурой. В составе легкой цепи есть по одному V- и С-домену, а в тяжелой — один V- и 3—4 С-домена. Изменчивость характерна только для 25 % вариабельного домена (гипервариабеная область)
Вариабельные домены легкой и тяжелойцепи совместно образуют участок, которыйспецифически связывается с антигеном.Это антигенсвязывающий центрмолекулыIg, или паратоп.
Гипервариабельные области тяжелой и легкой цепи определяют специфичность антигенсвязываюшего центра.
Обработка ферментами молекулы Ig приводит к ее гидролизу на фрагменты. Так. папаин разрывает молекулу выше шарнирного участка и ведет к образованию трех фрагментов. Два из них способны специфически связываться с антигеном. Они состоят из цельной легкой цепи и участка тяжелой (V- и С-домен), и в их структуру входят антигенсвязываюшие участки. Эти фрагменты получили название Fab (от англ. «фрагмент, связывающийся с антигеном»). Третий фрагмент, способный образовывать кристаллы, получил название Fc (от англ. «фрагмент кристаллизующийся»). Он ответствен за связывание с рецепторами на мембране клеток макроорганизма (Fc-рецепторы) и некоторыми микробными суперантигенами (например, белком А стафилококка). Пепсин расщепляет молекулу Ig ниже шарнирного участка и ведет к образованию 2 фрагментов: Fc и двух сочлененных Fab. или F(ab)2.
В структуре молекул Ig обнаруживают дополнительные полипептидные цепи. Так. полимерные молекулы IgMи IgA содержат J-nenmud (от англ. join — соединяю). Он объединяет отдельные мономеры в единое макромолекулярное образование и обеспечивает превращение полимерного Ig в секреторную форму.
Молекулы секреторных Ig в отличие от сывороточных обладают особым S-пептидом (от англ. secret — секрет). Это секреторный компонент. Его молекулярная масса составляет 71 кДа. и он является Р-глобулином. Секреторный компонент — продукт деградации рецептора эпителиальной клетки к J-пептиду. Он обеспечивает перенос молекулы Ig через эпителиальную клетку в просвет органа (трансцитоз) и предохраняет ее в секрете слизистых от ферментативного расщепления.
Рецепторный Ig. который локализуется на цитоплазматической мембране В-лимфоцитов и плазматических клеток, имеет дополнительный гидрофобный трансмембранный М-пептид (от англ. membrane — мембрана). Благодаря гидрофобным свойствам он удерживается в липидном бислое цитоплазматической мембраны, фиксирует рецепторный Ig на мембране иммунокомпетентной клетки и проводит рецепторный сигнал через цитоплазматическую мембрану внутрь клетки.
J- и М-пептиды присоединяются к молекуле Ig в процессе ее биосинтеза. S-пептид является продуктом эпителиальной клетки— он присоединяется к полимерной молекуле Ig при ее транслокации через эпителиальную клетку.