Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
цепях тоже сходны между собой, а в меньшей степени - и с константными
доменами.
Эти данные позволили предсказать, что как L-, так и Н-цепи построены из
повторяющихся сегментов, или доменов, каждый из которых сворачивается
независимо, образуя компактную функциональную единицу. И действительно
(рис. 18-26), L-непь состоит из одного вариабельного домена (VL) и одного
константного (CL), а большинство Н-цепей - из вариабельного домена (VH) и
трех константных доменов (CN1, CN2 и CN3). (Каждая р- и e-цепь содержит
один вариабельный и четыре константных домена.) Вариабельные домены
ответственны за связывание антигена, а константные домены Н-цепей (за
исключением CnI) образуют Fc-облаеть, определяющую другие биологические
свойства антител.
Гомология между доменами позволяет предположить, что цепи Ig возникли в
ходе эволюции в результате ряда последовательных дупликаций одного
исходного гена, который кодировал один-единственный домен с неизвестной
функцией, состоявший из 110 аминокислот (разд. 18.6.20). Эту гипотезу
подкрепляют данные о том, что каждый домен константной области Н-цепи
кодируется отдельной последовательностью ДНК (экзоном) (рис. 18-27).
Рис. 18-26. Каждая из легких и тяжелых цепей в молекуле Ig свернута в
повторяющиеся домены, сходные друг с другом. Вариабельные домены тех и
других цепей (VL и VH) образуют ангиген-связывающие участки (см. рис. 18-
25), тогда как константные домены тяжелых цепей (главным образом Сн2 и
СнЗ) определяют другие биологические свойства молекулы Тяжелые цепи
антител IgM и IgE имеют дополнительный константный домен
Сн4.
241
Кодирующие последовательности
С*1
Шарнир
См2
сн3 ДНК
:cz
Интрон .Интрон Имтрон
ТРАНСКРИПЦИЯ
J1
uiiiimдлшишидш питии : ~rjnir"riL
рнк
h2n-::i
РНК салайсинг
мРНК
1 1 1 I
См! Ш"рнир Си2 С"3
ТРАНСЛЯЦИЯ
С"> Шарнир ФСи2 Си3
Т I. г~ _ 1 _)¦
Коне тарная ойпаст* т л же пой цели
J-CO0H
Рис. 18-27. Организация последовательностей ДНК, кодирующих константную
область тяжелой цепи. Последовательности, кодирующие каждый из доменов и
шарнирный участок (экзоны), разделены некодирующими последовательностями
(нитронами) Интроны удаляются путем сплайсинга первичных РНК-транскриптов
при образовании мРНК. ДНК, кодирующая вариабельную область тяжелой цепи,
не показана. Возможно, что наличие нитронов в последовательности ДНК
облегчало возникновение случайных дупликаций в ДНК. приведших к появлению
генов антител в
процессе эволюции (разд. 9.4.12 и 10.5.3).
18.3.4. Рентгеноструктурные исследования выявили трехмерное строение
доменов и антиген-связывающих участков иммуноглобулинов [19]
Даже тогда, когда известна полная аминокислотная последовательность
белка, из нее невозможно вывести его трехмерную структуру -для этого
необходим рентгеноструктурный анализ кристаллов данного белка (разд.
4.1.14). В кристаллическом виде уже получены несколько фрагментов
миеломных белков и один интактный IgG Данные рентгеноструктурного анализа
этих белков подтвердили предсказания иммунохимиков. Еще важнее то. что
эти исследования позволили понять, как на основе одной и той же
структурной схемы конструируются миллионы различных антигенсвязывающих
участков.
Как показано на рис. 18-28, все домены Ig имеют очень сходную
пространственную структуру, в основе которой лежит так называемая
иммуноглобулиновая укладка. Каждый домен представляет собой, грубо
говоря, цилиндр размером 4 х 2,5 х 2,5 нм, построенный как "сэндвич" из
двух белковых слоев, где один слой образован тремя, а другой - четырьмя
отрезками полипептидной цепи. В каждом слое прилегающие друг к другу
отрезки антипараллельны и образуют [3-слой (разд. 3.3.2). Два гаких слоя
расположены приблизительно параллельно и соединены одной внутрицепочечной
дисульфидной связью.
Вариабельные домены уникальны в том отношении, что каждый из них имеет
свой особенный набор из трех гипервариабельных областей, уложенных в три
гипервариабелъные петли (см. рис. 18-28). Гипервариабельные петли L- и Н-
вариабельных доменов собраны в группу и образуют антиген-связывающий
участок, как это и было предсказано. Важный принцип, раскрытый в
результате проведенных исследований, состоит в том, что вариабельная
область молекулы антитела состоит из весьма консервативной жесткой
структуры, к одному из концов которой прикреплены гипервариабельные
петли. Поэтому огромное разнообразие антиген-связывающих участков может
создаваться путем изменения одних только гипервариабельных петель - их
длины и аминокислотной последовательности - без нарушения общей
пространственной структуры, необходимой для функционирования антитела.
Рентгеноструктурный анализ фрагментов антител, связанных с антигеном или
антигенной детерминантой (гаптеном), позволил установить, как именно (в
ряде конкретных случаев) гипервариабельные петли L-
242
А
ГИ ри рыа& ЛЬНЫ*'
петли
Ва|1иа' епь-*ый &ом"н Конс?#н1ный домен
СООН
Рис. 18-28 Пространственная структура молекулы антитела IgG (по данным
