1.3.2.Химическая структура иммуноглобулинов

Химическая структура иммуноглобулинов изучена достаточно подробно (Рис. 11 .3). Легкая цепь состоит из 220 аминокислот, а тяжелая из 450-575. Анализ аминокислотной последовательности обнаружил, что некоторые участки цепей вариабельны (V_L и V_H), т.е. имеют разную аминокислотную последовательность, а некоторые постоянны (C_L и С_H 1-3). Из схемы видно, что отдельные участки цепей имеют форму внутренних петель из 60-70 остатков, соединенных дисульфидной связью. В пространстве они образуют два антипараллельных слоя со складчатой структурой. Центры связывания антигенов (по два на молекулу) расположены на участках V_H и V_L. Эти участки содержат так называемые гипервариабельные сегменты, которые и обеспечивают комплементарность антигену. Взаимодействие имеет скорее всего гидрофобный характер (по-видимому, с участием водородных связей), поскольку в зоне контакта преобладают гидрофобные аминокислоты. Существование большого числа иммуноглобулинов, отличающихся только последовательностью аминокислот в вариабельных участках, по-видимому, является результатом отбора при эволюции. Константная часть молекулы иммуноглобулинов (F_c) обеспечивает одинаковую судьбу комплекса после связывания со специфическими антигенами. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что участки V_H и V_L сравнительно подвижны и что стабилизация структуры происходит только после присоединения антигена.

1.3.3. Рис. 11.3. Структура иммуноглобулинов Образование иммуноглобулинов

На клеточном уровне

Для синтеза иммуноглобулинов необходима согласованная активность клеток трех типов — Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов и макрофагов. Все они имеют ряд рецепторов на плазматической мебране. Клетки Т- и В-лимфоцитов содержат рецепторы иммуноглобулинов, и их специфичность различна. Кроме того, на них есть свободный рецептор для фрагмента F_c. Иммуноглобулины IgM и IgG с разными вариабельными участками V_H и V_L связываются В-клетками. Каждая клетка образует лишь один строго определенный тип молекул иммуноглобулина. Макрофаги имеют рецепторы для фрагмента F_c и комплемента. Считается, что антиген, попавший в организм, помечается специфическим антителом и образовавшийся комплекс присоединяется своим концом F_c к Т-клетке или макрофагу (иногда антиген прямо связывается с поверхностью Т-клетки, а лишь затем с макрофагом, но чаще он присоединяется в виде комплекса с антителом к макрофагу без участия Т-клетки). Роль макрофагов состоит в превращении антигена в иммуноген, т.е. в вещество, способное индуцировать образование антител. Механизм этого процесса и природа иммуногена пока неизвестны. После получения иммуногенного стимула от макрофага В-клетки начинают размножаться и дифференцироваться и через стадию лимфобластов превращаются в плазматические клетки, которые и служат источником иммуноглобулинов.

На субклеточном уровне

Существуют две теории, касающиеся механизма образования иммуноглобулинов. Клонально-селекционная теория предполагает, что в организме есть достаточное количество предсуществующих В-лимфоцитов,. способных обеспечить синтез большого количества иммуноглобулинов с различными участками V_H и V_L. Антиген связывается с лимфоцитом, рецептор которого лучше всего соответствует ему, и этот лимфоцит начинает размножаться и превращаться в плазматическую клетку. Инструктивная теория предполагает, что каждый лимфоцит независимым образом синтезирует большое количество не связанных дисульфидными мостиками L- и Н-цепей с различными участками V_H и V_L. S—S-связи образуются как только антиген (точнее, иммуноген) вызовет комплементарную пространственную ориентацию нужных участков тяжелых и легких цепей внутри клетки. Образование дисульфидных мостиков может катализировать тиолдисульфидтрансгидрогеназа в присутствии глутатиона. После образования тетрамера с антигеном (иммуногеном), фермент высвобождается и процесс повторяется.