Глава 16. Антитела

По подвижности в электрическом поле белки сыворотки крови человека делятся на альбумины и три глобулиновые фракции: ,  и  - глобулины. Последние из них - наименее подвижные и объединяют все типы сывороточных иммуноглобулинов (ИГ).

По расположению иммуноглобулинов различают: сывороточные, местной секреции (на слизистых), фиксированные в коже (кожносенсибилизирующие) и рецепторы В-клеток.

По определению международной комиссии ВОЗ 1969 г к иммуноглобулинам относятся белки животного происхождения, которые обладают активностью антител, а также белки, сходные с антителами по химической структуре и антигенной специфичности - миеломные и Бенс-Джонса.

16.1. Иммуноглобулины

Значительный вклад в расшифровку строения иммуноглобулинов внесли иммунологи Портер Р. (Англия) и Эдельман Г. (США). По данным Эдельмана молекулы ИГ состоят из полипептидных цепей: двух тождественных, обозначенных как Н (heavy- тяжелый) и двух идентичных между собой легких цепей, обозначенных как L (light- легкий). Тяжелые цепи и легкие цепи в молекуле ИГ соеденены между собой дисульфидными мостиками.

В антигенном отношении, определяемом с помощью антисывороток к полипептидным цепям, легкие цепи оказались двух типов:  (каппа) и  (лямбда) - общими для всех ИГ.

Тяжелые цепи оказались более гетерогенными в антигенном отношении и поделены на 5 типов, с обозначением их греческим алфавитом:  (мю),  (гамма),  (альфа),  (эпсилон),  (дельта).

В соответствии с иммунологическими свойствами и особенностью строения тяжелых цепей все разновидности сывороточных иммуноглобулинов были также поделены на пять классов, обозначенных латинским алфавитом: А, М, G, E, D. Классу ИГ соответствует определенный тип тяжелой цепи: в структуру IgА входит тяжелая цепь, обозначенная как . В структуру IgG - обозначенная как , в структуру IgМ - , в структуру IgЕ - , в структуру IgD - . Легкие цепи в любой из этих молекул иммуноглобулинов могут быть только одного из двух классов:  или .

Более детальное строение полипептидных цепей в настоящее время представляется следующим образом. Легкие цепи состоят из 213-216 последовательно расположенных аминокислот для типа  и 214-219 - для . Тяжелые цепи состоят из 420 -700 аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH₂- и СООН - концевые участки.

Область NH₂- концевого участка у всех цепей, которая ограничена для -цепи 107-112 остатком аминокислотным, для -цепи - 106-110, для тяжелых цепей - 116-120, называют «вариабельной» и обозначают как «V» (для легких цепей V_L, для тяжелых - V_H). Остальную область цепей вплоть до СООН- концевого участка называют «константной» и обозначают как «С» (для легких цепей - С_L, для тяжелых - С_H).

Последовательность аминокислот в вариабельной части цепи различна, в константной - постоянна.

Сравнение аминокислотных последовательностей легких и тяжелых цепей показало, что они представляют собой не прямолинейную нить, а жестко упорядоченную -спираль. Она перемежается сложными -структурами - «клубками», которые возникают при сшивании дисульфидными мостиками аминокислотных остатков внутри каждой цепи. Эти клубки названы «доменами». Первые домены составлены из вариабельных участков легкой и тяжелой цепей, остальные – из одного константного участка легких цепей и по два или три на константный участок каждой тяжелой цепи.

Электронномикроскопические исследования показали, что молекула IgG имеет форму эллиптического цилиндра с длинной оси 250-270 А^o (ангстрем) и поперечной 35-40 А^o.

Портер обработал молекулы иммуноглобулинов папаином и получил три фрагмента: два идентичных, содержащих каждый по вариабельному и первому константному доменам легкой и тяжелой цепей, связанных дисульфидными мостиками. Как оказалось, идентичные фрагменты могли присоединяться к гомологичным антигенным детерминантам микробов. Они названы Fab-фрагментами (пер. с англ., фрагменты, связывающие антиген). Третий фрагмент антигены не связывал, но мог кристаллизоваться и был назван Fc-фрагмент (пер. с англ., кристаллизующийся).

При обработке молекул иммуноглобулинов пепсином образуются два фрагмента: один представляет собой два связанных между собой Fab- фрагмента и назван F(ab)2-фрагмент. Он не только взаимодействовал с антигенными детерминантами, но и участвовал в иммунодиагностических реакциях, т.к. имел два активных центра антител. Остаток связанных тяжелых цепей назван Fd-фрагмент, он не участвует в связывании антигена.

Дальнейшие исследования показали, что Fab-фрагмент и Fc-фрагмент соединены между собой гибким участком тяжелой цепи, называемым «шарнирным участком», благодаря чему Fab-фрагменты могут изменять пространственное положение до 180^о.