Специфичность антител обусловлено соответствием конфигурации рецепторной группы антитела детерминантные группе антигена, которая создается определенной последовательностью аминокислот в вариабельных участках тяжелых и легких цепей. Реакция антигена с антителом значительно изменяется при замене в антигенной детерминанте тех остатков аминокислот, от которых зависит пространственная конфигурация пептида.

 

Активным иентром (или папатопом антидетерминантою. Рецепторной зоной) называют участок молекулы антитела, структура которой комплементарная детерминантные группе антигена (эпитопы). Активный центр - это щель, образованная вариабельными участками легкого и тяжелого цепей (рис.

 

39). В формировании активного центра антител кроме гипервариабельных участков участвуют другие структуры, которые стабилизируют конфигурацию и представлены инвариантными участками полипептидных цепей. Активный центр антител характеризуется функциональной автономией, то есть способен связывать антигенную детерминанту (лиганд) в изолированном виде. Кроме того, для него характерна способность спонтанной реконструкции из тяжелых и легких цепей. После сообщения Vh и VL-доменов образуются структуры сферической формы. Свободная поверхность таких глобул окружена гипервариабельные петлями тяжелых и легких цепей. Глубина, размеры и форма полостей, образующихся между Vh-и VL-цепями, бывают разными и зависят от вида антител.

 

По данным Ф. Карума (1968), активный центр антитела имеет форму щели глубиной 1,2 нм, которая находится между вариабельными доменами легкой и тяжелой цепей и в которую входит антигенная детерминанта. В строении активного центра антитела участвуют до 20 остатков аминокислот, которые составляют около 2% поверхности антитела. Эти расчеты вытекают из наблюдений, в которых антисыворотки к олигоцукридив из остатков глюкозы подавляли преципитацию декстрана. Поскольку активной была сыворотка к гексамеры, предположили, что размер гексацукриду 2 - 4 нм соответствует размеру активного центра. Эта структура варьирует по размерам и объему, что влияет на аффинность антител к конкретному антигену (табл. 33).

 

В построении полости активного центра принимают участие гипервариабельные участки как тяжелого, так и легкого цепей, однако большую роль играет тяжелую цепь. Так, в создании стенок полости активного центра миеломные белки МОРС 603, связывающей фосфорнихолин, участвуют две гипервариабельные участки легкой цепи и три - тяжелого. Образуемая ими полость активного центра имеет клиновидную форму, размеры 1,5 х2, 0 нм и глубину 1,2 нм. Максимальная площадь поверхности рецепторной зоны IgG составляет около 100 нм при общей поверхности всей поверхности примерно 70 000 нм Размеры активного центра антитела немного превышают размеры антигенной детерминанты. Однако из-за неоднородности антител по структуре детерминанты размеры эти отклоняются в обе стороны. Размеры активных центров определяются, очевидно, величиной антигенных детерминант. Так, активный центр IgG к белку New имеет размеры 0,6 х0, 6х1, 5 нм. Лиганд связывается как с тяжелым, так и легким цепью рецепторной зоны антитела. Площадь контакта относительно небольшая для малых лигандов (фосфорилхолин), однако она больше для крупных лигандов. Рентгеноструктурного исследования было установлено, что лиганд малых размеров (фосфорилхолин), связываясь с активным центром, занимает середину щели, если он соединен с 91-94-м остатками аминокислот легкого и с 33-м, 52-м и 102-м, 103-м остатками аминокислот тяжелого цепей.

 

Лиганд, связываясь с активным центром, стабилизирует его структуру, что способствует повышению устойчивости лиганда к протеолизу, который при этом наступает. Используя в качестве антиген конъюгаты белка с олиго-Б-аланином, было обнаружено, что эффект блокирования регистрируется с ди-Б-аланином, но есть интенсивным с тетра-Б-аланином. Тетраи-аланин эффекта блокировки не проявлял. Из этих данных следует, что антитела различают олигопептиды из остатков D-и L-аминокислот и размеры активного центра должны соответствовать размерам тетрапептиду. Антитела вместе с антигенной детерминантой распознают также остаток аминокислот, с которым детерминанта конъюгированных. При замене последнего аффинность антител (константа связывания) уменьшается.

 

Для изучения активных центров используют метод под названием «метка за родством». Его суть заключается в том, что антитела обрабатывают специфическим гаптеном, который способен сочетаться ковалентными связями с некоторыми аминокислотами активного центра антител. Как метку чаще используют группу диазония, образующей ковалентные связи с остатками тирозина, гистидина или лизина антигензвьязувальнои участка антител. После сообщения гаптена с антидетерминантою осуществляют гидролиз иммуноглобулина, изучают последовательность аминокислот и по положению реактивной группы в молекуле делают вывод о местонахождении активного центра. Реакцию метки с родством контролируют при отсутствии меченых гаптенов в неспецифических у-глобулин и торможением метки немаркированных гаптеном. По результатами исследований, наибольшую роль в связывании антигена играют тирозин, лизин и гистидин. О специфичности реакции метки с родством свидетельствует то, что связывание антител со специфическим антигеном подавляется гаптеном и реакция мечения не усиливается избытком реагента - метки. Метку за сродством осуществляют также, добавляя к антителам меченый тритием гаптен, способен образовывать азозвьязкы с тирозином в рецепторной группе. Затем антитела расщепляют протеолитическими ферментами и проявляют тритий методом пептидных карт. Так было доказано, что активные центры антител образуются вариабельными участками как тяжелых, так и легких цепей.

 

Данные последних лет свидетельствуют о том, что как еще предусматривал Бернет, тот же активный центр может связываться с несколькими антигенными детерминантами, которые различаются по своей физико-химической структуре, а к одной антигенной детерминанты постоянно оказывается много типов комплементарных антител.

 

В экспериментальных исследованиях и на основе статистических расчетов было показано, что в конъюгированного с белком гаптена - Ниф (3-йод-4-окси-5-нитрофенил) в среднем синтезируется 5000 видов рецепторных групп, которые образованы Vh-и Vl-цепями . Это свидетельствует о том, что гаптен активирует значительное количество В-клеточных клонов.

 

Активные центры антител могут связывать лиганды, которые не похожи по структуре (рис. 41). Даже миеломные белки связывают несколько различных гаптенов. Поскольку при этом гаптены проявляют конкурентные свойства, они связываются с той же гипервариабельные зоны антител. моноклональный мышиный IgG к ДНФ, синтезируемый Плазмоцитомы, кроме динитрофенола связывает также динитронафтол и менадион. Детерминанта обычно занимает лишь часть полости активного центра. Именно этим обусловливается способность активных центров связывать не только специфические, но и родственные в структурном отношении детерминанты. В активном центре есть пространственно разделены участки связывания разных антигенов. Так, в миеломной белка участки связывания ДНФ и менадиона разделены участком полипептидной цепи длиной 1,2 - 1,4 нм. Предполагается, что каждый из двух антигенов, которые связываются с отдельными рецепторными группами, может самостоятельно индуцировать синтез антител, связывающихся с обеими антигенами. Синтез таких антител осуществляет тот же клон лимфоцитов.

 

Однако достаточно высокую стерически соответствие рецепторной зоны антител антигенной детерминанте можно проиллюстрировать тем, что между орто-, мета-и пара-аминобензойной кислоты и D-и L-изомерами винной кислоты не происходит перекрестных реакций. Выявлены различия в последовательностях аминокислот в молекулах антител двух разных специфичности - в ДНФ и арсената. Выяснено структурное сходство V-участков антител к тому же антигена у животных аутобреднои популяции и даже у животных разных видов. Кроме того, гипервариабельные участки антител, различающихся между собой аминокислотному составу, могут связываться с той же детерминантой, то есть с определенной детерминантой могут связываться и неродственные антитела.

 

Популяция антител, образующийся в процессе иммунизации, гетерогенная за антигензвьязувальнимы центрами и афинностью даже к отдельному эпитопов, что обусловлено гетерогенностью антитилосинтезувальних клонов. Вместе с тем отдельный клон плазмоцитов синтезирует високогомогенни антитела. Антигензвьязувальни центры молекул антител могут связывать несколько структурно подобных антигенов, их называют перехреснореагуючими_ антигенами. В некоторых случаях молекулы гомогенных антител могут связывать и структурно отличные антигены, объясняется образованием связей с различными участками антигензвьязувального центра. Гетерогенность антител даже к отдельному эпитопов объясняется тем, что специфические к этому гаптена различные клоны В-лимфоцитов синтезируют не абсолютно гомогенные антитела.

 

Иммунные сыворотки могут содержать в своем составе несколько популяций антител с различной специфичностью, хотя известно, что есть высокоспецифические антитела, способные различать моно-и динитрофенольни группировки. Если предположить, что рецептор каждого из клонов иммунокомпетентных В-лимфоцитов комплементарный детерминанте А и еще нескольким различным детерминантам, то при иммунизации А-антигеном все специфические клоны пролиферуватимуть и синтезуватимуть антитела против антигена А. Это обеспечит высокий уровень анти-А-антител. Поскольку антитела каждого из клонов имеют еще несколько других рецепторов, различных для различных клонов, то в высокоспецифического сыворотке в низких титрах содержаться антитела еще многим антигенных детерминант. Специфичность такой сыворотки определяться средней характеристикой популяций антител, содержащихся в ней.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+