Иммуноглобулины являются гликопротеидами. Их. молекула состоит из соединенных вместе полипептидных цепей, стабилизированных сахаридными остатками. При нагревании выше 60 °С молекула Ig денатурируется. Иммуноглобулины различаются по структуре, атигенному составу, а также по выполняемым функциям.
Молекулы Ig, несмотря на их видимое разнообразие, имеют универсальное строение. Если молекулу Ig обработать 2-мер-каптоэтанолом, то она распадется на 2 пары полипептидных цепей:
1. две тяжелых (550-660 аминокислотных остатков, молекулярный вес 50 кДа)
2. 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 ди-сульфидная связь. Это так называемый «шарнирный» участок. Такой тип межпептидного соединения придает структуре молекулы динамичность — он позволяет легко менять конформацию в зависимости от окружающих. Шарнирный участок ответствен за взаимодействие с первым компонентом комплемента (С1) и активацию его по классическому пути.
|
|
Легкие и тяжелые полипептидные цепи молекулы Ig имеют определенные варианты структуры или типы. Они определяются первичной аминокислотной последовательностью цепей и степенью их гликозилирования.
Легкие цепи бывают 2 типов: (каппа и лямбда).
Тяжелых цепей известно 5 типов: (альфа, гамма, мю, эпсилон и дельта), — которые имеют также и внутреннее подразделение.
Вторичная структура полипептидных цепей молекулы Ig обладает доменным строением. Это означает, что отдельные участки цепи свернуты в глобулы (домены), которые соединены линейными фрагментами. Домены стабилизированы внутренней 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 неизменной, или 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. Примечательно, что не весь вариабельный домен изменчив по своему аминокислотному составу, а лишь его незначительная часть — гипервариабельная область, на долю которой приходится около 25
Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи совместно образуют участок, который специфически связывается с антигеном. Это антигенсвязывающий центр молекулы Ig или паратоп.
|
|
Гипервариабельные области тяжелой и легкой цепи определяют индивидуальные особенности строения антигенсвязывающего центра для каждого клона Ig и многообразие их специфичностей.
Обработка ферментами молекулы Ig приводит к ее гидролизу на определенные 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 антигенсвязывающие 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)r
Помимо вышеописанных, в структуре молекул Ig обнаруживают дополнительные полипептидные цепи. Так, полимерные молекулы IgM и IgA содержат J-пептид (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 так называемый секреторный компонент. Его молекулярная масса составляет 71 кДа, и он является (3-гло-булином. 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, прочно, как якорь, 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.