Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 34
Текст из файла (страница 34)
поодиому на кал дом крыле. Благодари так й структуре ан »тела могут «мои»ать» молекулы антнгеица, меюшие д с идн несколько анти де р на, бо пи цы агрегаты (рн . 115), которь)е после цос и *ин» опрецелгниык размеров щ у выпадать в садок из раствора Успехи, достигнутые в изу)енин структуры иммуноглобул но оказались аоэмалгными благодаря установлению то о факта, гто как д й вид антител продуцирует я гяделыю» популяииеи клеток (клоном! Присутствующие е рози нормальных ндииилоа анти гела иеляютс» продуктами се«реп» мнои«стев клонов и предс а»ля«и абай сломнейгцую смесь близких по структуре, но нс идентнчн х белков В связи с щ м в честве материала дли нес»вдов»ни» е настоящее время и пользуются нммунопюбулииы пвц ен тов, страдающих м месте»иней мнеломои - э»беж»линем, при «отаром т(мна)юр ирощнные клетки маслаки е «ровь огромные ол е та м у обу иов (так называемые миеломные белки).
Эг» п тол с» у »обули по структуре и био» гическим свойства ияли щся юр альными иммуноююбулинвми. однако сскретирую.си оди м клеточным клоном и поэтому гомогеины. Исследование первичной структуры миеломнмк бел»о было роведено н конце 00-к годов в лабораториях Р. Портера в Оксфорде и Дм. Эдельмана в Ньк йорке. Характерной чертой стр-"синя ле ! у юбулинов я лветси таь называемая цоменнаи структура И ле «ие и тямелые цегм упакованы в компактныс дмен, состоящие примерно иэ (РР аминокислцгнь)к остатков и содермашне анутрималеиулярнме дисульфиднмс свнзи (р с.
116) Легкие («аждая содермнт акала 220 аминокнс ют) и тимелне (кад эаа (еь й щ п у 0854 — 19(я, . »„рнп] ем „а П юг! о в фа цепи превращении антнгена . его свизывание. Уникальным се йстаом антител »власте» то, что они существуют в виде иллионов различных »идея, каидый из «оюрых имеет свой специфический у веток оввз ванна антнгсна. Обобщенью обозна немые как нммуноглобулины (сокращенно (й), ант пела предстввлмот один из основных «ласс»и бел ов «рози, составляя окозо 20"г от общего сса белков плазмы ( бшее число молекул антител в организме человека равно (бл! Молекула антитела со тонг иэ е ырех пол»пешня»а~к веней.
двух легких (1.! ц пей и двух тнмелык (Н) цепей. Четыре цепи удар иааютс» »месте с помощью нековалентны взаимодействии и 5- Б.связей. В результат» ограниченного протеолиза палкином (Р. Портер. 1950) молекула иммуноглобулина расгцеплиется приермо в середине Н-пепси на дщ идентичных РаЬфрагмен, ка»- дыи с одним антнгенсиязыаающим центром, и один Рс-фраг ент (рис. 114).
2)3 Б оло чес«ее роль белков е» . Цз. Оас т м цль-ки щ.гщ.д «вг тв н зиг 4) двя содермит около 446 аминокислот) цепи антител имеют оо «а» резко разли кающихся области. ариабельную (У), лакализо анную и )Ч.концевои части полноеитидиой асан, и слеЛующую зв ней константную (С). Цепи иммуноглобулинов ланного класса различаются только но аминокислотнмм аоследовательносгвн Учгбластей н имеют лракти иски идентичные С-области. Таиая необмчиая дли белков структура связана со свойствами этих систем.
й само деле, функции антител состоят, с одной стороны, ио аэаимовенствии с антигонами, и в этом отнщденни они дол «нм быть вмсокосиецифнчяммн, а с вру пгй стороны, самые раэ яме оо специфичности антитела долмнм облапать рядом общих свойств: связмвать комнлемент, фиксиро аться на мембранак, взаимодействовать с некотормми «леткамн и т.
о. Поэтому варгмбельность структурм Ч-областей обуслав навет снеоифические свонсгва молекулм, тогда «ак структур» константно» области олекулы сбесаечнвзет реализацию ряда Общих качеств. Бе лепт дм »а р !гм» Ь гчн>,л "аг я в Рюс> ВаР»абельныеУчасткн (У,! (Уь) пРедс анлнютсобоаединнчные домены (р~е . (17). Ам»но нслотные за ны„обусловлн аю щне структурные птл чия. обычно груп нруются в песка ькнх так называемых гиперварнабельных участках В натнщюй мслекуле нммунщлобулнна У-областп легко» с»делон цспн соединены так, что нк переарнабельные участ образун санный акт»нный центР. В пасто щее время устаноегк но, что антнгенсвязыэающнй учжто образощн 20 - 50 амннокнс отнымн остатками вариабелькон част «амаой ц пи. С-Область легкой цепи такме представлещ щннм доменом (С, ), то лд ка у ялгелых цепей она ъзмстно нанн»ее н сщ:то т нз 3 — 4 линейно располояенных доме юв (Се ! — СгЗ), структурно го олагнчных С-области легкой пенн.
Кволый домен упаковываете» н отдельную относительно не>аеас» у о обулу пр ем основной тнп «тор»оной с ру уды гл булы антнгираллельная (>-с ммга. та» (рис. ((8). Меллу глобула н наход тон открытые участки пол»понт»дно» пепи, особенно чувствнте ьн с к дейст» ю протеолнтическвк ферментов. Весььм вероятно, что именно зтн участк» цели обеспечивают значнтельную гибкость все» структуры.
оазвоч ющсн молекуле антитела приспособит с» ь ко»ф» урапнн анти. п.на илн вал»моде»отвоюю с двум» антнгсннымн детерминантами. расстояние мемду оторыми момет еарьнрощть. У позвоночник существует 5 разлнчнык классов антител !ВО (мал. масса 150 000>, !ВЛ! (950 Щ)0>, 1ВА (500 000>, !ВО ( (75 000) и (ВГ (200000), квхлый со своим собственным нп м таксльм цепей †.о, О, . у и и соотэетссвенно. Им суноглобулнны (80 явл»ютс» основным хщссом амм>ноглобулннои «ров».
В отличке от ннк,(ВМ-белка представляют собой класс антнтел, пролуцнруем х В-клетками лерам и е процессе развития нммун о о !вета. Непосредст еннме прслщестэенннкн й-клеток, так нвм еэемые прс-В-клеткн. сигпезнруют только . бу. п-пепи, «старые на«аплнваются внутри «леток Когда пре-В-«летки начинают синтезировать также и гюгкне пепи, анн сееднннютсн с > -цепями образу«п молекулы (ВЫ, «стор е встренваютсн а плазматичес кую мембрану, где выступают в качестве антнгенраспознаюшего рецептора.
С этого времени «лещ н становятся зрелымн В-лимфоцнтеми и могут отвечать на антигенный стимул. Хотя все «ласси антител могут существощть и мембране-с яюнном виде (в «ачестве «нгнгенспецнфических рецепторов «легочной поверхности) нли в форме еоаорастворимык .екретирусмых можкул, )ВМ аелнютсн основным «лассом антител, обнару» е иным нв поверк. ?\5 Б ологичес а роль белков насти большинства В-клеток. В секретируемой форме (ВМ-бел«и предстаэлнют собой пентвмер, построенные из 5 мономернмх иммуноглобулиипе, и имеют !О антигенсвязываюших центров.
Кроме того. ка «дмй пентамср годер» ит олпу «опию полипепгияа. назвзннопг Я-цепью (?О 000>, которыя синтезируется аигителообразующей «легкои и «оналентио встраииаетси мегкау двумя соседними рс областями. Иммуноглобулины (ВА яв яются основным «лассам антител в секретак (молоке, слизи слезах, секретах дыхательнык путей и «ишечника1. Эщ белни существуют либо в виде мономера («а« (ВС>, либо чаще в ниде дямера„содерялще о дополнительно одну 1-Пель и еще дну полмпептидную цепь, называемую секрсторным 1 компонеюом (рнс. 119). Секу«торный компонент синтезируется эпителнальными «летками и первоначально находится на внешней пощркности этик илеток, где он служит в качестве рецептора длн связывания (йд из «рози. Образующийся комплекс (!ВА — секреторнми «пмпоиен > гог;тощаетс» «летками путем зндоци за, переноситсл через цнтоплазму зпителнальн к «леток н выделнется в секреты.
Дополнительно н этой транспортной роли секреторныи к змпонент милет таи «е прецохраивть молекулу (ВЛ от деградации нротеалитнческими ферментами в секретах. г.мчг:с* Иммуноглобул ны (ВО и (йй являются минорными компоисн- А гам сыворотки «рови — нх концентрация не преамшает 0,3 мг(мл > „ке„«.
и 0,(ЮО( мг 'мл соот етст нно Бел и типа >ВО выполннют функцию,* ., „,«„1«л йе»ю г и д~ Р гте С б Г РУ УР а к гкм. рецепторов и имеют высокий процент связаннык свкаров; ик роль окончательгю не выяснена. Иммуноглобул ны )ВЕ, осуществляющие в норме загцнту т паразнтарны нырекций, обусловливают мишие аллерпгческие реакции.
Они сват щютсв с высоким сродством ПО' М ) с ноееркностью тучнык клеток, н присоединение к ним аитиг сна вызывает дегрануляц ю н выброс в «роэь бина«ти»- н к аминов, пре» де ас то гнстамина серотонина. НаРяду с пятью «лассами тк» елык цепей. высшие гюзвоночиые имеют дэа мпа )..леней, а именно у (каппа) и 2(л»мбда). каукца» из которы« момет быть ас они»рована с любои из Н-веней. Иидиеидуальнан мо скула антитела всегда состоит из Вдент чнык ) -цепей н идентичнык Н-цепей, бмпудари чему ес антигснсэязыекюшие центры всегда одинаков . Сешмс счнтаетса установлении, что организм мнаотиого моу етсннтезироввтьот ИУ гш Рй раз.ти нык еле.ул антител.Этот набо), по-юшин»му, достаточен для то о, чтобы ги я любой в»тите»ионнои петермигинты нащелсв соотютствующий антигенсв зьмаюо(ий центр.
Поскольку антитела ивляютс» белка н. а ик структура юудируе ген гтнами, тешет опрос о том, каким образам такое ромадное количество различим« антител молгет коэ цкм т ся в геноме. В )965 г. В. Дреиером и Ж. Беннетом была сформулирована гипоз . в б . ше ~д щрливгоаясн, что вариабельные и константные у»вопи пепси иммуноглобулн о кодируются раз ними м нами.
Все тин варнабельнык участковрасполоу н кластером в одной области генома, а с нс а у другой, цалеко отстоящей ог первой. Выясним«ь такие, что еют л еще дае группы генов! н О (даи тнмелык цепей). «олирующие небель ие участки (несколько ами юкислот) аолипептидной цепи иммуноглобулин в. леукащи »сук»у У- и С-г 6 юстямн. В таком иае гены накодятс» в зародышевой ЛНК. в процессе дифференциро «и т:т)")уТ' 2' ' В-лнмфонитов на шин»тон перегруппироак* генома.
Пер»она алыю, в процессе превращения «лет««-предшестеенннка в пре-й.лимфци, происходит перемещение опреде тина Ул гека к 3» и Оч:иу с образованием генного гегмент» У вЂ” О уи Этот сегмент транс крибируется с находящимся телерадио соседству С, геном, в резуль. тате не о преВ лнмфопиты синтезируют р цепи. В зрелом В лимфаннп: может проне«слить еше одна транспазиция, и Ун О 3 присоса»и»стен к «акому.либо другому С„-гену, пр в юя к экспрессии иммуноглобулина другого «ласса В дальнейше, а процесгс транскрипц н ЦНК, а затем созре анин мРНК из гена вырезают х лишние участки. после чего У-, О-, 3-, и Н.
сени оказываю сн соединенным непрерывную пос ецавательность, которая и транслируетс» [рис 3303. Аналогичны образом собирается ген легкон цепи, оторын кодируется своими Ч',- и Сот»нами. В геноме ест н ножество У.генов, не старое коли ест»о 3. н О-генов н п одному гену «а~ дога субкласса тн;келык ценен. Ка слей та« б способа ко»про анн» иммуног обулиновых молекул возни аег возможность пон~ ленин .рома»ного разнообразии антиыл с различ*клцимся тросике и с»частыми. Ценствитегпно, в результате псрестронки генома поучаются всевозможные «омбннацнн указанных гегюв, что приволит о л олекуц «ажд» из кагорах обладает уникал но»струи.