А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Мембранный IgM имеет еще одну особенность — в отличие отсывороточного IgM, являющегося пентамером с константой седиментации19S, он представляет собой 7S-мономер.3.1.2.2. Дополнительные полипептидные цепи В-клеточного рецептораМолекулярная структура BCR проиллюстрирована на рис. 3.7. В составBCR помимо иммуноглобулина входит еще несколько молекул. Две изних — СD79a и СD79b — составляют интегральную чаcть BCR, еще три —CD19, CD21 и CD81 — функционально ассоциированы с ним и формируютфизическую связь с BCR только при активации клетки. Молекулярнаяхарактеристика этих молекул представлена в табл. 3.1.Варианты молекул CD79 — a и b — называют еще Igα и Igβ. При помощинековалентных связей они формируют гетеродимеры, связанные с мембранным иммуноглобулином. Эти молекулы имеют сходные размеры и244Глава 3.
Адаптивный иммунитетVLVHCLIgαIgβVHCHCHCHCHCHCHCHCHFynМембранаклеткиVLCD21CLCD19IgαCD81IgβFynBlκPI3KBlκSrcSrcBCRРис. 3.7. Схема В-клеточного рецептора и связанных с ним молекул. На схеме показаны трансмембранные молекулы, образующие В-клеточный рецептор (mIg, Igα/Igβ),а также связанные с ними внутриклеточные тирозинкиназы (окрашены фиолетовым) и трансмембранные молекулы (СD19, СD21, СD81)молекулярную массу (около 40 кДа). Участие Igα и Igβ в передаче сигнала основано на связи их цитоплазматической части с внутриклеточнымитирозинкиназами.
Молекулу CD19 относят к суперсемейству иммуноглобулинов. CD19 играет важную сигнальную функцию, поскольку эта молекуласвязана с киназой PI3K. CD21 — рецептор для компонентов комплемента(CR2), участвующий в усилении антигенного сигнала (см. раздел 3.6.2.1), атакже в регуляции активности В-лимфоцитов. СD81 относят к тетраспанинам (4 раза пронизывают мембрану); функция этой молекулы точно неопределена.С цитоплазматическими участками мембранного иммуноглобулина связана тирозинкиназа Fyn, а с молекулами CD79, CD19 и CD81 — тирозинкиназы Blk, Lyn, Lck, а также Syk, участвующие в передаче активационногосигнала.
Кроме того, около цитоплазматической части молекулы CD19располагается липидная киназа PI3K. Такое обилие сигнальных ферментов,связанных с компонентами BCR, обеспечивает запуск и передачу активационных сигналов при связывании антигена; этот аспект будет детальнеерассмотрен далее (см.
раздел 3.6.2.1).3.1.3. Т-клеточный рецептор и связанные с ним молекулыРаскрытие природы антигенраспознающего рецептора Т-клеток (TCR)оказалось одной из наиболее трудных задач за всю историю иммунологии.Несмотря на целенаправленные исследования с конца 60-х годов ХХ века,эта задача была разрешена только в начале 80-х годов, когда совместнымиусилиями нескольких исследовательских групп, использовавших моно-2453.1. Молекулы, распознающие антигеныклональные антитела, специфичные к клонам Т-клеток, были идентифицированы 2 полипептидные цепи (α и β), входящие в состав основноготипа рецептора Т-клеток для антигенов. Рецептор стали обозначать какTCR (T-cell receptor), или αβTCR. К концу 80-х годов было открыто ещедве развновидности полипептидных цепей (γ и δ), образующих другой типTCR — γδTCR. Еще до открытия полипептидных цепей ТСR был описанкомплекс молекул CD3, который оказался связанным с TCR обоих типов.Они непосредственно не участвуют в распознавании антигенов, но несутсигнальную функцию.3.1.3.1.
Димеры αβ и γδДимеры αβ и γδ — собственно антигенраспознающая часть TCR(см. табл. 3.2). Они имеют аналогичное строение и молекулярную организацию. Полипептидные цепи, входящие в состав TCR, принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов. Димеры TCR организованы значительнопроще, чем иммуноглобулины. Цепи TCR по строению сходны с L-цепямииммуноглобулинов. Каждая цепь TCR имеет 2 внеклеточных домена, одиниз которых вариабельный, а другой (расположенный ближе к мембране) —константный (рис.
3.8). Домены содержат 87–113 аминокислотных остатков.Гомология полипептидных цепей TCR и иммуноглобулинов невелика, ноони имеют сходную доменную организацию. Домены цепей TCR образованыдвумя β-слоями. В константном домене они содержат 4 и 3, а в вариабельном —по 4 β-складки. Во всех типах полипептидных цепей TCR в каждом из двухдоменов содержится по одному участку гликозилирования. В отличие отL-цепей, полипептидные цепи TCR являются мембранными молекулами,имеющими трансмембранный (10–12 аминокислотных остатков) и короткий цитоплазматический (3–5 аминокислотных остатков) участки. Цепискреплены дисульфидной связью, расположенной непосредственно надклеточной мембраной в шарнирном участке молекул. Трансмембранныеотделы цепей связаны друг с другом за счет противоположных электричесTCRγδTCRαβVαVβCαCβДисульфиднаясвязьVγVδCγCδМембранаТрансмембранныйучастокЦитоплазматическийучастокα:цепь β:цепьγ:цепь δ:цепьМол.
масса, кДа 40–60 40–5040–60 40–50ЦепьРис. 3.8. Строение антигенраспознающих димеров Т-клеточных рецепторов246Глава 3. Адаптивный иммунитетких зарядов. Цепи димера (αβ или γδ) связаны с полипептидными цепямикомплекса CD3, также нековалентно, на основе электростатических взаимодействий (при участии лизина в TCR и аспарагиновой кислоты в CD3).Характеристика полипептидных цепей ТСR представлена в табл. 3.3.В V-доменах TCR, как и в V-доменах иммуноглобулинов, есть 4 каркасных участка с относительно постоянной аминокислотной последовательностью и 3 — CDR. Особенно высокая вариабельность свойственна CDR3.Гипервариабельные участки двух цепей формируют антигенсвязывающуюполость TCR. Как и в иммуноглобулинах, выделяют несколько семействV-доменов TCR, различающихся строением каркасных последовательностей.Таблица 3.3.
Характеристика полипептидных цепей комплекса T-клеточный рецептор CD3ЦепьTCRαМолекулярЧисло Число цепей Число внекле- Число Число остатная масса, кДа остатков в комплексе точных доменов ITAM ков Cys-Cys40–60250–27012 (SFIg — V и C)05–6TCRβ40–50290–31512 (SFIg — V и C)06TCRγ45–60300–31512 (SFIg — V и C)08TCRδ40–60400–42512 (SFIg — V и C)06CD3γ2516011 (SFIg — C)13CD3δ2015011 (SFIg — C)14CD3ε2016421 (SFIg — C)12CD3ζ161421–2131CD3η221520–1131SFIg — суперсемейство иммуноглобулинов.В отличие от антител, распознающих эпитопы свободных антигенов,αβTCR распознает пептидные фрагменты антигенов, встроенные в молекулы MHC.
При этом антигенный пептид взаимодействует с наиболеевариабельным CDR3, а прилежащие участки молекулы MHC — с CDR1 иCDR2 (особенности распознавания антигенов разными типами рецепторовбудут подробно рассмотрены далее, см. раздел 3.2.2.3). Для распознаваниянеобходимо сохранение димерной структуры рецепторов, тогда как изолированные пептидные цепи не способны распознавать антиген. β-Цепиконстантных доменов полипептидных цепей TCR, относящиеся к различным семействам, различаются по способности связывать суперантигены(см. раздел 3.2.2.4).
Растворимые формы TCR не образуются. Растворимыемолекулы TCR, созданные генно-инженерными методами, не способныраспознавать антигены. Антигенсвязывающие участки TCR обладают идиотипической специфичностью, иногда сходной с таковой антител.В норме на поверхности Т-клетки содержится 30 000–40 000 молекулαβTCR, т.е. в 4–5 раз меньше, чем BCR на поверхности В-клетки. TCR, каки CD3, являются абсолютными маркерами Т-лимфоцитов: они экспрессируются только на зрелых Т-клетках. Каждая Т-клетка может нести на поверхности только один тип TCR — αβ или γδ. На этой основе выделяют двеглавные разновидности Т-клеток, кардинально различающиеся по своим2473.1.
Молекулы, распознающие антигенысвойствам. Большинство (>95%) Т-клеток, локализующихся во вторичныхлимфоидных органах, циркулирующих в крови и лимфе, имеют рецепторαβ-типа. γδТ-клетки составляют минорную субпопуляцию (1–3%), представленную преимущественно в барьерных тканях, особенно в слизистойоболочке кишечника, где их содержание достигает 20–30% от общего числаТ-лимфоцитов.3.1.3.2. Комплекс CD3Комплекс полипептидных цепей, называемый CD3, выявили в 1979 г.с помощью моноклональных антител. Позже было установлено, что онвходит в состав TCR и выполняет сигнальную функцию.
Комплекс включает молекулы 4 типов — γ, δ (не путать с γ- и δ-цепями димера TCR), ε и ζ(рис. 3.9). Димер ζ-цепей в настоящее время выделяют в особый комплекс,имеющий свой CD-номер (CD247). Характеристика всех упомянутых цепейпредставлена в табл. 3.3.Все цепи, образующие CD3 и CD247, представляют собой трансмембранные белки I типа (ориентированы своей N-концевой частью наружу).Внеклеточные части γ-, δ- и ε-цепей содержат по 1 домену суперсемействаTCRVαVβCαCβCD3εCD3CD8γδεCD4LckFynFynLckζ ζTCRРис.
3.9. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул. В рецепторный комплекс Т-лимфоцитов, помимо антигенраспознающего димера,(в данном случае — αβ) входят трансмембранные полипептидные цепи, образующиекомплекс CD3, а также ζ-димер и связанные с рецептором внутриклеточные тирозинкиназы (киназы окрашены фиолетовым). Фиолетовые полосы в цитоплазматической части цепи — ITAM248Глава 3. Адаптивный иммунитетМоновалентная модельБивалентная модельβγαεεζβζδεζζαγδαζεβРис. 3.10. Модели строения Т-клеточного рецептора. Кружки — полипептидныецепи, черная линия — дисульфидная связьиммуноглобулинов и достаточно консервативны (межвидовая гомология —70–80%). Структура доменов стабилизирована дисульфидными связями.Цепи CD3-комплекса связаны между собой, а также с димерами TCR иζ2 нековалентно.
Во внутриклеточной части γ-, δ- и ε-цепей содержитсямотив ITAM. К этим цепям примыкает (а при активации клетки формируетпрямую связь) тирозинкиназа Fyn. Это свидетельствует об участии цепейкомплекса CD3 во внутриклеточной передаче сигналов.ζ-Цепи не принадлежат к суперсемейству Ig. Они формируют димер,связанный расположенной над мембраной дисульфидной связью. Около 10%молекул представляют не гомо-, а гетеродимер ζ- и η- цепей (продукт альтернативного сплайсинга гена, кодирующего ζ-цепь). В Т-клетках слизистыхоболочек в составе димера выявляют еще один тип цепей — γ-цепь (т.е. образуется ζγ-димер), идентичная γ-цепи, входящей в состав FcεR1 и ряда другихFc-рецепторов (см.
раздел 2.3.4.2). ζ-Цепь не имеет участков гликозилирования. Из 143 остатков ζ-цепи только 9 расположены внеклеточно; 22 остаткаобразуют трансмембранный участок, а 112 — внутриклеточную часть. В нейсодержится 3 активационных мотива ITAM, что свидетельствует об оченьактивном участии молекулы в передаче сигналов. И действительно, ζ-димер,благодаря своей связи с киназой ZAP-70, передает сигнал от рецепторныхструктур к ферментам и адапторным белкам, направляющим его далее поосновным путям внутриклеточной передачи сигнала.Существует несколько моделей четвертичной структуры TCR-CD3 комплекса (рис.
3.10). Согласно моновалентной модели, комплекс содержит поодной цепи каждого типа, кроме ε- и ζ-цепей, представленных по две цепикаждая. При этом α-цепь пространственно связана с димером γε, а β-цепь —с димером δε; ζ-димер расположен между α- и β-цепями. В соответствии сбивалентной моделью комплекс содержит 2 симметричных тетрамера состава αβγε и αβδε, между которыми расположен ζ-димер. Последняя модель вбольшей степени соответствует данным анализа молярного соотношенияполипептидных цепей комплекса. В то же время суммарная молекулярнаямасса такого комплекса составляет около 300 кДа, что превышает ее расчетную (на основе второй модели) величину — 235 кДа.TCR, содержащие антигенраспознающие димеры αβ и γδ, организованысходным образом. Полипептидные цепи комплекса CD3 синтезируются в3.1. Молекулы, распознающие антигены249избытке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
