Диссертация (1150807), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Moller).15Òåîðèÿ ïåðåêðåñòíîãî ñâÿçûâàíèÿ ñòàëàïðèçíàííîé òîëüêî â 90-å ãã.áëàãîäàðÿ íîâûì ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì, õîòÿ åùåäâàäöàòüþ ãîäàìè ðàíåå îíà áûëà ôàêòè÷åñêè äîêàçàíà ñ ïîìîùüþ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé.Ê 70-ì ãã. óæå áûëî ïðîâåäåíî íåìàëî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ïî àêòèâàöèèëèìôîöèòîâíåïîñðåäñòâåííîàíòèãåíîì(ñåé÷àñýòîíàçûâàåòñÿòèìóñ-íåçàâèñèìûìèììóííûì îòâåòîì).  íåêîòîðûõ ðàííèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèÿõ âûäåëÿëîñü òîñâîéñòâî àêòèâàöèè B-êëåòîê, ÷òî ïðè ñëèøêîì íèçêèõ èëè ñëèøêîì âûñîêèõ êîíöåíòðàöèÿõìíîãîâàëåíòíîãî àíòèãåíà ðåàêöèÿ îñëàáåâàëà, à åå ïèê äîñòèãàëñÿ òîëüêî â íåêîòîðûõïðîìåæóòî÷íûõ çíà÷åíèÿõ (ñì.
[50, 51] è äð.).Áîëåå òîãî â ðàáîòå [51] íà ïîäðîáíîìýêñïåðèìåíòàëüíîì ìàòåðèàëå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî àêòèâàöèÿ êëåòîê çàâèñèò êàê îò äîçû, òàêè îò âàëåíòíîñòè àíòèãåíà. Êðèâàÿ çàâèñèìîñòè àêòèâàöèè îò äîçû àíòèãåíà â ïîñëåäñòâèèêîëîêîëîîáðàçíîé ëîãàðèôìè÷åñêîé ôóíêöèè (log-bell-shaped function) èëèäîçîçàâèñèìîé êðèâîé (dose-response curve) [52, 53]. Òàêàÿ æå çàâèñèìîñòü îò äîçû èïîëó÷èëà íàçâàíèåâàëåíòíîñòè ëèãàíäà áûëà çàìå÷åíà â ñëó÷àå àêòèâàöèè áàçîôèëîâ [54] è ïðè íåêîòîðûõäðóãèõ ðåàêöèÿõ (ñì.
êðàòêèé îáçîð â [55]).Àâòîðû [51] ñäåëàëè ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî äèíàìèêà òàêîãî ðîäà ìîæåò áûòü õàðàêòåðíàäëÿ ïåðåêðåñòíîãî ñâÿçûâàíèÿ è âûäâèíóëè òàê íàçûâàåìóþòåîðèþ èììóíîíû(Immunontheory). Ñîãëàñíî ýòîé òåîðèè ðåöåïòîðû, ñâîáîäíî ïåðåìåùàþùèåñÿ ïî ëèïèäíîé ìåìáðàíå,ïðèâÿçûâàþòñÿ ê îäíîìó è òîìó æå àíòèãåíó è ñîåäèíÿþòñÿ (ñøèâàþòñÿ) â íåêèé êîìïëåêñèììóíîíó). Åñëè â ýòîì êîìïëåêñå äîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî ðåöåïòîðîâ, òî ñèãíàë ïåðåäàåòñÿ(â êëåòêó [51].
Îäíàêî äëÿ áîëåå ñåðüåçíîé ïðîâåðêè ïîòðåáîâàëîñü ñîçäàíèå ìàò. ìîäåëåé.Áûëî âûïîëíåíî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ïîäðîáíûõ èññëåäîâàíèé (âîò òîëüêî íåêîòîðûå èç íèõ[5462]), â êîòîðûõ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïåðåêðåñòíîå ñâÿçûâàíèå êàê ðàç è äîëæíî äàâàòü íàâûõîäå êîëîêîëîîáðàçíóþ ëîãàðèôìè÷åñêóþ êðèâóþ.
 îñíîâíîì ýòè ðàáîòû îñíîâàíû íàóðàâíåíèÿõ ôåðìåíòàòèâíîé êèíåòèêè. êà÷åñòâå ïðîñòåéøåãî ïðèìåðà ìîæíî ïðèâåñòè óïðîùåííóþ ìîäåëü ñâÿçûâàíèÿ0 îáùåå êîëè÷åñòâî ñàéòîââñåõ ðåöåïòîðîâ B-êëåòîê ñèñòåìû, ÿâëÿþùååñÿ êîíñòàíòîé, à () êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíûõñàéòîâ íà ìîìåíò âðåìåíè . Ïóñòü êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíîãî àíòèãåíà, êîòîðûé äëÿïðîñòîòû áóäåì ñ÷èòàòü êîíñòàíòîé ñ÷èòàòü åãî êîíñòàíòîé: () = . Ïóñòü êàæäûé àíòèãåíäâóõâàëåíòåí, ò.
å. ñïîñîáåí ñâÿçàòüñÿ ñ äâóìÿ ñàéòàìè ðåöåïòîðà îäíîâðåìåííî. Ïóñòü 1 () êîíöåíòðàöèÿ àíòèãåíà, ñâÿçàííîãî ñ îäíèì ñàéòîì, à 2 () àíòèãåíà, ñâÿçàííîãî ñ îáîèìèäâóõâàëåíòíîãî àíòèãåíà ñ äâóõâàëåíòíûì ðåöåïòîðîì. Ïóñòüñàéòàìè. Êàæäûé ðåöåïòîð òàêæå äâóõâàëåíòåí è õàðàêòåðèçóåòñÿ îäíîé è òîé æå êîíñòàíòîéñâÿçûâàíèÿè äèññîöèàöèèñ äàííûì àíòèãåíîì.Åñëè àíòèãåí óæå ñâÿçàí ñ îäíèìñàéòîì, òî êîíñòàíòû ñâÿçûâàíèÿ è äèññîöèàöèè ñî âòîðûì ñàéòîì ðàâíû, ñîîòâåòñòâåííî,è− . ðåçóëüòàòå ïîëó÷àåì òèïè÷íóþ ñõåìó ðåàêöèé ôåðìåíòàòèâíîé êèíåòèêè:2 + 1 ,1 + 2 .2−16Èì ñîîòâåòñòâóåò ñëåäóþùàÿ ñèñòåìà óðàâíåíèé:˙1 = 2 − 1 − 1 + 2− 2 ,˙2 = 1 − 2− 2 .Ìíîæåòåëü 2 ïðèè−(1.1)îáÿçàí ñâîèì ïîÿâëåíèåì òîìó îáñòîÿòåëüñòâó, ÷òî àíòèãåíäâóõâàëåíòåí, è îáà åãî ñàéòà ìîãóò ñâÿçàòüñÿ ñ ñàéòîì ðåöåïòîðà, à ó ïåðåêðåñòíî ñâÿçàííîãîëþáîé èç äâóõ ìîæåò äèññîöèèðîâàòü.
Î÷åâèäíà òàêæå ñëåäóþùàÿ çàâèñèìîñòü:0 = () + 1 () + 22 ().(1.2)Èññëåäóÿ ñèñòåìó (1.1) â ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ, íàõîäèì ñëåäóþùóþ òî÷êó ðàâíîâåñèÿ:1 = 2,(1.3)2 = 1 /2 = 2 ,ãäå = / , = /− ñîîòâåòñòâóþùèå ðàâíîâåñíûå êîíñòàíòû.Ïîäñòàâëÿÿïîñëåäíåå â (1.2) ïîëó÷àåì(︃ = 0 (1 − )ãäå=2è1+2−1 +√1+)︃2,(1.4) = (1 − ) 0 .Òîãäà ðàâíîâåñíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïåðåêðåñòíî ñâÿçàííûõ ðàâíà02 =2Çàìåòèì, ÷òî2(︃)︃√1 + 2 − 1 + 42(1.5)çàâèñèò òîëüêî îò áåçðàçìåðíîé êîíñòàíòû ïåðåêðåñòíîãî ñâÿçûâàíèÿ è îò êîíöåíòðàöèè ñâîáîäíîãî ëèãàíäà 0.Îòìåòèì, îäíàêî, ÷òî ëîãàðèôìè÷åñêàÿ êîëîêîëîîáðàçíàÿ êðèâàÿ ìîæåò áûòü ðåçóëüòàòîìè äðóãèõ ïðè÷èí (íàïð., ñì. [63]).  ïîñëåäñòâèè äëÿ ïîñòðîåíèÿ ìîäåëåé èäèîòèïè÷åñêèõñåòåé (ïîäðîáíåå îá ýòîì íàïðàâëåíèè ñì.èìèòèðóþùèõêîëîêîëîîáðàçíóþäàëåå) áûëî ñîçäàíî íåñêîëüêî ôóíêöèé,ëîãàðèôìè÷åñêóþêðèâóþ(òàêíàçûâàåìûåôóíêöèèàêòèâàöèè) [53, 64, 65].
Íàïðèìåð, De Boer et al. [65] áûëà ïðåäëîæåíà ñëåäóþùàÿ ôóíêöèÿ: (ℎ) =ℎ.−1 + ℎ + ℎÄàííàÿ ôóíêöèÿ àêòèâíî ïðèìåíÿåòñÿ ïðè ïîñòðîåíèè ìîäåëåé èäèîòèïè÷åñêèõ ñåòåé. Çäåñüℎ ýòî òàê íàçûâàåìîåïîëå, êîòîðîå õàðàêòåðèçóåò óðîâåíü ñòèìóëÿöèè êëîíà B-êëåòîê.Íàïðàêòèêå ïîëå ÷àñòî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ëèíåéíóþ êîìáèíàöèþ ïîïóëÿöèé äðóãèõ êëîíîâ,ñâÿçàííûõ ñ ðàññìàòðèâàåìûì êëîíîì èäèîòèïè÷åñêèìè âçàèìîäåéñòâèÿìè.Ïàðàìåòðîïðåäåëÿåò, íà ñêîëüêî øèðîêîé áóäåò îáëàñòü àêòèâàöèè â çàâèñèìîñòè îò ïîëÿ (äîçû).17Ïðèíöèïèàëüíîé îñîáåííîñòüþ ýòèõ ôóíêöèé ÿâëÿåòñÿ òî,ñîáñòâåííî, äîçû, íî îò÷òî îíè çàâèñÿò íå îò,ïîëÿ áîëåå àáñòðàêòíîãî ïîíÿòèÿ, êîòîðîå â ïðîñòåéøåì ñëó÷àåñîâïàäàåò ñ äîçîé, íî â áîëåå ñëîæíûõ ìîæåò âêëþ÷àòü ñîâîêóïíîñòü ðàçíûõ ôàêòîðîâ.Ñåé÷àñèññëåäîâàíèÿïåðåêðåñòíîãîñâÿçûâàíèÿìîäåëèðîâàíèÿ ïðîäîëæàþòñÿ (íàïð., ñì.
[6668]).ñèñïîëüçîâàíèåììàòåìàòè÷åñêîãî ÷àñòíîñòè â [67] èññëåäóþòñÿ óæåïðîñòðàíñòâåííûå ìîäåëè íà áàçå ÄÓ â ÷àñòíûõ ïðîèçâîäíûõ.Òàêæå â ýòîé ðàáîòå äàíêðàòêèé îáçîð ïî ìîäåëèðîâàíèþ àêòèâàöèè êàê B-, òàê è Ò-êëåòî÷íûõ ðåöåïòîðîâ.  ðàáîòå[68] ìîäåëè ïåðåêðåñòíîãî ñâÿçûâàíèÿ èñïîëüçîâàëèñü äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ îëèãîìåðèçàöèèòðàíñìåìáðàííîãî àäàïòåðà Ò-êëåòîê (LAT) ïðè àêòèâàöèè Ò-êëåòîê è òó÷íûõ êëåòîê.Âäàííîì ñëó÷àå ïåðåêðåñòíîå ñâÿçûâàíèå âîçíèêàåò ìåæäó LAT, êîòîðûé ìîæåò îáëàäàòüðàçíîéâàëåíòíîñòüþGrb2-SOS1-Grb2,(îò0äî3),ñîäíîéñòîðîíûèäâóõ-âàëåíòíûìâûñòóïàþùèì â êà÷åñòâå ëèãàíäà ñ äðóãîé.êîìïëåêñîìÌàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëüïîêàçàëà, ÷òî âàëåíòíîñòü LAT ÿâëÿåòñÿ êëþ÷åâûì ôàêòîðîì â ôîðìèðîâàíèè îëèãîìåðà,à òàêæå îïðåäåëÿåò åãî ðàçìåðû.Ïðè âàëåíòíîñòè 3 ìîäåëü ïðåäñêàçûâàëà âîçìîæíîñòüôîðìèðîâàíèÿ ãåëåîáðàçíîé ôàçû, ÷òî áûëî ïîäòâåðæäåíî ýêñïåðèìåíòàëüíî.Èìåþòñÿòàêæåðàáîòûïîìàòåìàòè÷åñêîìóìîäåëèðîâàíèþäèíàìèêèðåöåïòîðîâ,ñîïðÿæåííûõ ñ G áåëêîì (GPCR) è èõ îëèãîìåðèçàöèè.
Ïîäðîáíåå ñ ýòèìè ðàáîòàìè ìîæíîîçíàêîìèòñÿ ïî îáçîðó [69].1.3. Ïåðåäà÷à cèãíàëà ÷åðåç Ò-êëåòî÷íûé ðåöåïòîðÁîëüøîå ÷èñëî èññëåäîâàíèé ìàòåìàòè÷åñêîé èììóíîëîãèè ïîñâÿùåíî àêòèâàöèè Têëåòîê ÷åðåç ñâÿçûâàíèå Ò-êëåòî÷íîãî ðåöåïòîðà (TCR) è pMHC-ìîëåêóëû (peptide/MHCcomplex) àíòèãåí-ïðåçåíòèðóþùèõ êëåòîê.Çäåñü ìû îïèøåì ëèøü íåñêîëüêî íàèáîëååèçâåñòíûõ êîíöåïöèé â ýòîé îáëàñòè.Êàæäûé Ò-êëåòî÷íûé ðåöåïòîð ñïåöèôè÷åí òîëüêî îäíîìó êîíêðåòíîìó àíòèãåíó (èëèî÷åíü ìàëîìó ÷èñëó ãîìîëîãè÷íûõ) â êîìïëåêñå ñ ìîëåêóëîé MHC.  1995 ã. Ìàê-Êåéòàí(McKeithan), æåëàÿ îáúÿñíèòü, êàê îáåñïå÷èâàåòñÿ òàêàÿ âûñîêàÿ ñïåöèôè÷íîñòü, ðåøèëèñïîëüçîâàòü äëÿ ýòîãî èäåþêèíåòè÷åñêîé êîððåêöèèáûëà ïðåäëîæåíà â 70-õ ãã.J.
Ninio è J.J. Hopfield äëÿ îáúÿñíåíèÿ òîé ïîðàçèòåëüíîéòî÷íîñòè,(kinetic proofreading) [70], êîòîðàÿñ êîòîðîé ïðîèñõîäèò ðåïëèêàöèÿ ÄÍÊ è ñèíòåç áåëêà.Ñóòü ýòîé èäåè âäàííîì êîíòåêñòå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî äëÿ àêòèâàöèè êëåòêè êëþ÷åâîå çíà÷åíèå èìååòäëèòåëüíîñòü ñâÿçûâàíèÿ ðåöåïòîðà ñ ëèãàíäîì.
Ñîãëàñíî ãèïîòåçå êèíåòè÷åñêîé êîððåêöèèðåöåïòîð â ìîìåíò ñâÿçûâàíèÿ íà÷èíàåò ïðîõîäèòü ÷åðåç êàñêàä ðåàêöèé èëè ìåòàìîðôîç(ïîäðåöåïòîðîìçäåñüïîíèìàåòñÿâñÿñîâîêóïíîñòüâíóòðè-èâíåêëåòî÷íûõáåëêîâ,ó÷àñòâóþùèõ â ïåðåäà÷è ñèãíàëà). Åñëè ëèãàíä ðàíüøå âðåìåíè îòðûâàåòñÿ îò ðåöåïòîðà,òî êàñêàä ïðåðûâàåòñÿ è ñèãíàë íå ïðîõîäèò. Ìàê-Êåéòàí ïîñòðîèë ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëèñîîòâåòñòâóþùèõ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ èçó÷èë ìåõàíèçì êèíåòè÷åñêîéêîððåêöèè â êîíòåêñòå Ò-êëåòî÷íîé àêòèâàöèè è ñäåëàë ðÿä ïðåäñêàçàíèé.18Ïðîâåðêà ìîäåëè íà ñóùåñòâîâàâøèõ íà òîò ìîìåíò äîâîëüíî ãðóáûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõäàííûõ, ðàññìàòðèâàâøèõ íå ñîñòîÿíèå îòäåëüíûõ êëåòîê íî óñðåäíåííûå ïîêàçàòåëè âñåéïîïóëÿöèè êëåòîê, äàëà ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû.Òàê, ñîãëàñíî ìîäåëè Ìàê-Êåéòàíà,íåçíà÷èòåëüíûå èçìåíåíèÿ âðåìåíè ñâÿçûâàíèÿ (à,çíà÷èò,è àôôèííîñòè) ðåöåïòîðîâ,äîëæíû áûëè çíà÷èòåëüíî âëèÿòü íà ïåðåäà÷ó ñèãíàëà, ÷òî è áûëî ïîêàçàíî íà îïûòå.
Îäíàêîáûëè è ïðîòèâîðå÷àùèå äàííûå, è â äàëüíåéøåì áûëè ïðåäëîæåíû ðàçëè÷íûå ìîäèôèêàöèèìîäåëè, íàïð.,ìîäåëü ìíîæåñòâåííûõ ñöåïëåíèé(serial engagement èëè serial triggering),ñîãëàñíî êîòîðîé ðåøàþùåå çíà÷åíèå èìååò íå òîëüêî äîëãîòà ñâÿçûâàíèÿ êîíêðåòíîãîðåöåïòîðà, íî è òî, êàê ìíîãî ñîñåäíèõ ÒCR-ðåöåïòîðîâ ýòîé æå êëåòêè óñïåþò ñâÿçàòüñÿñ äàííûì ëèãàíäîì â îãðàíè÷åííîå âðåìÿ.Ïðè òàêîì ïîäõîäå ñëèøêîì áîëüøîå âðåìÿñâÿçûâàíèÿ òàêæå íå ïðèâîäèò ê àêòèâàöèè, ò. ê.ëèãàíä íå óñïåâàåò àêòèâèðîâàòü äðóãèå.áóäó÷è äîëãî ñâÿçàí ñ îäíèì ðåöåïòîðîìÏîäðîáíåå îá ýòèõ ðàáîòàõ ìîæíî ïðî÷èòàòü âîáçîðå [71]. äàëüíåéøåì, áëàãîäàðÿ ðàçâèòèþ èçìåðèòåëüíûõ òåõíîëîãèé, ïîíèìàíèå Ò-êëåòî÷íîéàêòèâàöèè áûëî çíà÷èòåëüíî ðàñøèðåíî è óãëóáëåíî.Ðàññìîòðèì, êàê ýòî îïèñûâàåòñÿ âîáçîðå [72].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
