Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 504
Текст из файла (страница 504)
Иммуноглобулины 1г2М, которые содержат тяжелые р цепи, представляют собой класс антител, которые всегда синтезируются первыми в развивающихся В-клетках, хотя в конечном счете (когда их стимулирует антиген) многие В клетки переключаются на производство антител других классов (обсудим это чуть позже). Первые клетки из В.клеточной линии дифференцировки, начинающие вырабаты- 35, ет(Ф мйп;:ВЕЕВ, 3() :::й' четырехцепочечных мономеров (см.
рис. 25.2() и производятся в больших коли чествах во время вторичггых реакций антителогенеза (вторичного гуморальпого ответа). Наряду с активацией системы комплемента, хвостовая область молекулы 1((О связывается со специфическими рет(епторами на макрофагах и нейтрофилах. Преимущественно посредством таких гс-рецепторов (названных так потому, что хвостовые области антител называют Рс-областями), зти фагоцитирующие клетки связывают, заглатывают и уничтожают инфекционные микроорганизмы, которые оказались покрытыми антителами 1яС, выработанными в ответ на заражение (рис. 25.22!).
бактерия покрытая 1В6-антителами бактерия псевдоподия лазматическая мембрана мак или Рис. 2$.24. Дктивируемый антителами фагоцитоз. а) Покрытая антителами 1бб бактерия эффективно фагоцитируется макрофагом или нейтрофилом, несущим на себе рецепторы клеточной поверхности, которые связываются с хвостовой (Ес) областью молекул (вб.
Процесс фагоцитоза активируется связыванием покрытой антителами бактерии с этими Гс-рецепторами. Хвостовую область всякой молекулы антитела обозначают Гс (Ггавгпепт, сгузта11!таЫе), потому что, когда антитела расщепляются протеолитическим ферментом папаином, фрагменты, содержащие хвостовую область, легко кристаллизуются. б) Электронный микрофотоснимок нейтрофила, фагоцитирующего покрьпую (вб бактерию, которая находится в процессе деления. Процесс, в ходе которого антитела (или комплемент), покрывающие патоген, увеличивают эффективность его фагоцитаза, называют олсонизац пей. (Снимок б — с любезного дозволения ооготьу Е. Ва!птоп заимствован из а.
С. уу(11(агпз, )г. апд Н. Н. Еог(епьегв, Рьавосубс Месьап(згпз 1п Неа(ЕЬ апд овеазе. Неиг Уог1с !птегсопбпепта( Медка! Воо(г Согрогапоп, 1971.) ЕНЕКЛЕТОЧНАЯ жидкость 2 эпителидльнАЛ КЛЕТКА ' транспо»р~йгй== .-. „ диМЕР )йд «~Е пгзырвх чу ))г»»»1 ач)» ф~» ТРАНСЦИТОЗ мембраносвязанный Рис. 25.26. Механизм переноса моленулы димерного!КА через зпителиальную ялетну. Молекула )аА, в форме содержащего Ьцепьдимера, связывается с трансмембранным рецепторным белком на батальнойй поверхности сехреторной эпителиальной клетки. (Ьцепь на этой схеме не показана.) Комплексы рецептор-»КА поглощаются рецептор-опосредованным эндоцитозом, переносятся через цитоплазму эпителиальной клетки в пузырьках и выделяются в просвет на противоположной стороне клетки эх зоцитозом.
Когда димер»ад выходит в просвет, та часть Гс-рецепторного белка, которая связана с ним (сехрегпорный хомпоне ног), отщепляется от своего трэн смембра нного хвоста, тем самым высвобождая антитела в форме, представленной на рис. 25.25. гистамииа из тучных клеток и базофилов. Кроме того, тучные клетки выделяют факторы, которые привлекают и активируют специфический тип лейкоцитов— зозинофплы.
Эозииофилы тоже имеют Ес рецепторы, связывающие молекулы 1Л»Е, и могут убивать виеклеточных паразитических червей, особенно если черви покрыты аитителами 1ЛЕ. Помимо пяти классов тяжелых цепей, встречах>шихся в молекулах антител, у высших позвоночных есть легкие цепи двух типов — к и Х, -- которые, по всей видимости, неотличимы одна от другой в функциональном плане. Легкие цепи обоих типов могут сочетаться с тяжелыми цепями любого из пяти классов.
Однако всякая отдельно взятая молекула антитела всегда содержит идентичные легкие цепи и идентичные тяжелые цепи: к примеру, молекула 1Л»0 может иметь или легкие к цепи, или легкие Х цепи, ио ие ту и другую вместе. В результате связывающие антигеи участки антитела всегда идентичны. Такая симметрия имеет решакнцее зиа чсиие для выполнения присущей секретируемым аитителам функции образования перекрестных связей (см. рис.
25.19). Аититела всех классов могут вырабатываться и в мембраносвязаииой форме, и в растворимой секретируемой форме. Эти две формы отличаются только С концами своих тяжелых цепей. У тяжелых цепей молекул мембраиосвязаииых антител С конец трансмембранный и гидрофобиый, а потому ои закрепляет их в липидиом бислое плазматической мембраны В клетки. У тяжелых цепей молекул АЗВЕ)- Часть 5. ((Летка(рткайувкбм йх совбкупности сццержвщий гнета мин секреторный антиген тучная клетка специфичный к (ВЕ Ес-рецептор ВЫСВОБОЖДЕНИЕ ГИСТАМИНА ПОСРЩСТВОМ ' зкзОЦитОВА (ВЕ СВИЗЫВАЕТСВ, МУЛВТИВ((ЛЕНИНЫЙ С РоРЕЦЕЙТОРАМИ АНТИГЕН ОВРАЗ)гЕТ 'Е(ЕРЕКРЕСТНЫБ СВЕ(ЗИ .С «ОСЕ)(СТВУЮЩИМИ МОЛЕКУЛАМИ )ВЕ Рис.
25.27. Роль!ВЕ в секреции гистамина тучными клетками. Тучная клетка (или базофил) связывает молекулы (ВЕ после их секреции эффекторными В-клетками. Растворимые антитела (ЕЕ связываются с находящимися на поверхности тучных клеток Ес-рецепторными белками, которые специфически узнают Ес-область этих антител. Связанные молекулы!ВЕ служат рецепторами антигена на поверхности клетки Таким образом, в отличие от В-клеток, каждая тучная клетка (и базофил) имеет набор антител на поверхности клетки с широким разнообразием участков связывания антигена.
Когда молекула анти- гена связывается с такими мембраносвязанными антителами (ВЕ так, что образуются перекрестные связи с их соседями, это служит для тучной клетки сигналом к выделению (путем экзоцитоза) гистамина и других локальных медиаторов.
секретируемых антител, напротив, С конец гидрофильный и поэтому позволяет им покидать клетки. Переклктчение между формами молекул вырабатываемых антител происходит потому, что активация В клеток антигеном (и Т хелперами) вызывает изменения в синтезе и процессинге Р11К транскриптов П цепи в ядре (см. рис. ?.99). Свойства присущих человеку антител различных классов сведены в табли цу 25.1.
Таблица?$.1. Свойства основных классов антител человека Тяжелые цепи Легкие цепи Чтото четырвхцепочечиых единиц Г(роцвитная доля от общего числа (В крови Активация системы комплемента Прохождение плацеиарного барьера Сляэыванив с макрофагами и нейтрофилами Связывание с тучными клетками и базо- филами ,Ф кипи? кили? 1 или2 7515 и, к или Х 5 10 .- 2ЮЖВ кпбтг(ИИвиуг2твпв:'.с239)т к%.2.5. Сипв ВввивяодРЙствик Вититвпв с ВмтигВИОяя вввисит кзк От числя, твк и От с(зОдстВВ )гчзсткОВ связыввиия Внтигвив Связывание любого ангигена со своим антителом, как и связывание всякого субстрата с соответствующим ферментом, является обратимым. Сила их взаимо .В:„йствия определяется суммой многих относительно слабых нековалентных сил, р именно водородных связей, гид)юфобных и ван дер ваальсовых сил, а также ионных взаимодействий.
Все эти слабые силы эффективны только тогда, когда мо. лекула антнгена достаточно близка к антителу и некоторые из атомов первой могут вписаться в комплементарные углубления на поверхности второго. Комплементар ными областями четырехцепочечной единицы антитела служат два ее идентичных участка связывания антигена; соответствуюпше им области на антигене -- анти генные детерминанты, также называемые эпитопами (рнс. 25.2й).
В Гюльшинстве своем антигенные макромолекулы имеют много различных антигенных детерминант и называются чультиггалентными; если две и более детерминанты идентичны (как, скажем, в полимере с повторяющейся структурой), то несущий их антиген называется полипалентным (рпс. 25.29).
Обратимая реакция связывания между антигеном с единственной антигенной детерминантой (обозначим его Ай) и единственным участком связывания антигена (обозначим его АЬ) может быть описана выражением вила Ай+ АЬ++ А(гАЬ. Точка равновесия зависит и от концентраций АЬ и Ап, и от силы их взаимодействия. Ясно, что по мере увеличения концентрации антнгенных детерминант Ап с ними будет связываться все большая доля АЬ. Сила взаимодействия обычно выражается через константу аффинности (К;) (см.
рис. 3.43), где К, = 1АдАЬ! (АдйАЬ! (квадратными скобками обозначены концентрации каждого компонента в точке равновесия). Можно определить константу аффинногтп, известную также под названием кон. станты ассоциации, измеряя концентрацию своГюдных детерминант Ац, необходимую для заполнения половины антигенсвязывающих участков антитела. Когда половина участков заполнена, (АКА!т) = (АЬ! и К„= 1 (Ай). Таким образом, обратная величина той концентрации антигена, которая дает половину максимально возможного связывания, равна константе аффинности этого антитела к этому антигену. Обычно Рис.
25.28. Связывание антигена с антителом. На этом антигвнная детерминанта антигенсвя- эывающии участок молекулы левая цепь тяжелая цепь весьма схематичном рисунке антигенная детерминанта макромолекулы показана во взаимодействии с одним из участков связывания антигена на молекулах двух разных антител — одного с высоким сродством, а другого с низким. Антигенную детерминанту в участке связывания удерживают различные слабые не ко вал ентные силы, и участок с лучшим соответствием антигену обладает ббльшим сродствам. Обратите внимание, что в формировании участка связывания антигена обычно участвуют и легкая, и тяжелая цепи молекулы антитела. цепи имеют по три константных домена (СН1, СН2 и СНЗ), однако тяжелые цепи антител (дМ и 1пЕ содержат по четыре константных домена.
Сходство между доменами наводит на мысль, что цепи антител возникли в ходе эволюции за счет последовательных дупликаций гена, начавгпихся с родоначаль ного гена, кодирующего единственный 110-аминокислотный домен с неизвестной функцией. Каждый домен констан пюй области тяжелой цепи кодируется отдельной кодирующей последовательностью (экзоном). что свидетельствует в пользу этой гипотезы (рис. 25.33).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
