Теория и практика имуноферментного анализа - Егоров А.М.
ISBN 5-06-000644-1
Скачать (прямая ссылка):
При действии протеолитического фермента папаина молекула
20
IgG распадается на три фрагмента, два из которых идентичны н Сохраняют способность связывать антигены (так называемые Fob-фрагменты, от английского fragment antigen binding) и третий, способный к кристаллизации (так называемый Fc-фрагмент, от английского fragment cristalline). Именно Fc-фрагмент ответствен за эффекторную функцию антител — связывание белка ком-
Рнс. 1.. Схематическое изображение строения основного структурного фрагмента молекул иммуноглобулинов
племента Clq, транспорт через мембраны, взаимодействие с мембранными рецепторами и т. д.
Другой протеолитический фермент пепсин разрывает пептидную связь, расположенную ближе к СООН-концу цепи, от S—S-связи между Н-цепями в Fc-фрагменте. В результате образуются так называемый pFc'-фрагмент, представляющий собой остатки тяжелых цепей, и соединенные дисульфидными связями два Fab-фрагмента, обозначаемые как F (аЪ )2-фрагмент. Последний также сохраняет способность к связыванию антигенов.
21
Антигенсвязывающий центр расположен в НН2-концевых частях Н- и L-цепей. Таким образом, каждая молекула IgG, а также F(ab') 2-фрагменты содержат по два антигенсвязывающих центра, а Fab-фрагмент — один.
Необходимым условием для использования антител в имму-ноферментном анализе является сохранение их способности специфически взаимодействовать с соответствующими антигенами.
22
Поэтому часто используют не целые молекулы антител, а только их фрагменты F(ab')2 или Fab, полностью сохраняющие эту способность. Такой подход позволяет в некоторых случаях устранить неспецифические реакции, обусловленные, в частности, взаимодействием Fc-фрагментов антител с поверхностями носителей.
Молекулы антител имеют большое число S—S-связей, которые можно разделить на 3 категории: межцепочечные связи, образуемые внутри структурной единицы между Н- и L-цепями и между Н- и Н-цепями, внутрицепочечные S—S-связи, возникающие в пределах одной и той же легкой или тяжелой цепи (обычно 2 в легкой и 4 в тяжелой цепи), и связи между Н-цепями отдельных четырехцепочечных комплексов, обусловливающих образование полимерных молекул — IgM и IgA.
Структура иммуноглобулинов различных классов обусловлена числом и расположением S—S-связей в молекулах, а также количеством четырехцепочечных элементов. На рис. 2 приведено схематическое изображение молекул иммуноглобулинов различных классов.
IgM присутствует в сыворотке в виде пентамера четырехцепочечных комплексов, соединенных S—S-связями между Н-цепями. Некоторое количество IgA сыворотки также присутствует в виде димерной и тетрамерной формы. Полимерные IgA и IgM содержат небольшую полипептидную цепь с Мг=14 000—15 000, которая, по-видимому, стабилизирует полимерную структуру. Кроме того, в димерный IgA входит секреторный компонент — большой гликопротеид с Мг=80 ООО.
Легкие цепи иммуноглобулинов бывают только двух типов —X или х, и являются общими для всех пяти классов, в то время как тяжелые цепи обладают структурными, иммунологическими и химическими особенностями, характерными для каждого класса иммуноглобулинов.
Для обозначения тяжелых цепей, относящихся к классам IgG, IgM, IgA, IgD и IgE, используют соответствующие греческие буквы— у, ц, a, S и е. На основании различий в химическом строении Н-цепей в пределах класса можно выделить подклассы иммуноглобулинов: 4 — для IgG, 2 — для IgA и 2 — для IgM. В молекуле иммуноглобулина любого класса легкие цепи относятся только к одному типу.
§ 5. Первичная структура Н-и L-цепей иммуноглобулинов
При исследовании аминокислотной последовательности было обнаружено, что все легкие и тяжелые цепи имеют одну принципиальную структурную особенность: они состо-
23
ят из двух частей — вариабельной (V) и константной (С) (рис. 3). Вариабельные части легких цепей сильно отличаются друг от друга у всех исследованных иммуноглобулинов, а константные имеют близкую аминокислотную последовательность в пределах одного класса как легких, так и тяжелых цепей.
Постоянная или константная часть легких цепей (С) для каждого из %- или A-типов цепей включает 107 а. о. СООН-концевого участка. Исключение составляют различия в нескольких аминокислотных остатках, например в положении 191 и 153 в х-цепях человека или в положениях 190 и 152 в A-цепях, обусловленные генетическими вариантами.
Cl Vl
I 1 VMM!Ш L
C\ * мАшвн
часть v VH
i 1 у/мяинт н
_ ^ „
I 1 /
h
Рис. 3. Схема расположения константных и вариабельных областей молекулы иммуноглобулина
Оставшаяся последовательность аминокислотных остатков в Г^Нг-концевой половине легких цепей образует так называемую вариабельную область (Vl). Частота замен отдельных аминокислот в вариабельных областях легких цепей иммуноглобулинов зависит от положения аминокислотного остатка в полипептидной цепи и максимальна около аминокислот в положениях 30, 50 и 95. Эти участки, получившие название гипервариабельных, принимают непосредственное участие в связывании антигена и "входят в состав антигенсвязывающего центра.
Вариабельная область (Ун) Н-цепей в ЫН2-концевой части несколько длиннее соответствующей области L-цепей и включает 118—124 а. о. Гипервариабельными участками являются четыре аминокислотные последовательности: 31—37, 51—68, 84—91 и 101—110, также непосредственно контактирующие с антигеном в антигенсвязывающем центре. Последовательности аминокислотных остатков вариабельных областей Н-цепей (за исключением гипервариабельных участков) различных иммуноглобулинов по степени гомологии могут быть разделены на три подгруппы, внутри каждой из которых эта величина составляет 80—90%.
