Биохимия мембран. Рецепторы клеточных мембран. Том 4 - Кульберг А.Я.
Скачать (прямая ссылка):
и с метионином. Следующий этап иследо-ваний, выполняемых с использованием
метода метки по сродству, должен состоять в получении продуктов
ограниченного гидролиза меченного лигандом рецептора и изоляции пептидов,
содержащих ковалентно присоединенный лиганд. Затем может быть изучена
аминокислотная последовательность указанных пептидов и определено их
положение в полипептидной цепи рецептора (в случае, если первичная
структура рецептора уже исследована). Успешное применение указанной
техники при исследовании
45
активных центров антител служит обнадеживающим основанием для проведения
этих весьма трудоемких экспериментов.
Иммунологические методы. К очищенным рецепторам могут быть получены
антитела как с помощью обычной техники иммунизации лабораторных животных,
так и с использованием техники гибридом. Такие антитела можно
использовать для сравнительной характеристики различных по специфичности
рецепторов и для сопоставления строения активных центров рецепторов и
антител, связывающих одни и те же лиганды.
Высокая чувствительность иммунологических методов открывает перед
экспериментатором большие возможности как при сравнительном изучении
строения, так и при исследовании биосинтеза клеточных рецепторов.
Насколько эффективны эти методы для решения актуальных задач по изучению
клеточных рецепторов, будет продемонстрировано в следующем разделе
настоящей главы.
3.2. Существование общего принципа структурной организации активных
центров рецепторов
Нетрудно представить себе, исходя из огромного разнообразия клеточных
рецепторов, какой объем работы необходимо проделать, чтобы
охарактеризовать строение активных центров рецепторов к достаточно
большому числу лигандов. Если осуществлять такой анализ без
предварительной гипотезы относительно возможных способов организации
активных центров рецепторов, обобщить результаты химического анализа
будет крайне затруднительно.
Большие возможности для формирования представлений о наиболее общих
принципах организации активных центров рецепторов открываются в случае
сравнения активных центров рецепторов и антител, направленных к одному и
тому же лиганду.
Действительно, практически к любому лиганду: белкам, полисахаридам или
низкомолекулярным соединениям, к которым существуют клеточные рецепторы
или транспортные белки, могут быть получены антитела. На ряде
экспериментальных моделей продемонстрировано, что антитела и клеточные
рецепторы конкурируют за один и тот же лиганд. Это означает, что антитела
и клеточные рецепторы способны, в принципе, распознавать одни и те же или
близко расположенные в пространстве участки молекулы лиганда. Когда речь
идет о таких лигандах, как, например, стероидные гормоны, то с помощью
серии структурных аналогов последних представляется возможным с большой
степенью достоверности ответить на вопрос, в какой степени совпадает
специфичность антител и рецепторов, реагирующих с соответствующим
гормоном. В других случаях, которые будут обсуждаться ниже, сравнительный
анализ специфичности реиеп-
46
торов и антител требует использования таких характеристик, как идиотип
антитела и клеточного рецептора.
Если антитела и клеточные рецепторы одним и тем же лигандом
взаимодействуют с близкими константами связывания, существует ли сходство
в строении их активных центров? Значимость ответа на этот вопрос весьма
велика, так как с большой убедительностью доказано, что активные центры
различных по специфичности антител построены по единому принципу и что
активные центры любых по специфичности антител кодируют гены,
принадлежащие к одному семейству, а именно семейству вариабельных генов
для легких и тяжелых цепей иммуноглобулинов. Более того, активным центрам
антител полностью соответствуют по строению активные центры
антигенсвязывающих рецепторов В - лимфоцитов, имеющих иммуноглобулиновую
природу. Уже это означает, что, по меньшей мере, у клеток одного типа
строение клеточных рецепторов (их активных центров) не имеет отличий от
активных центров антител.
Здесь не рассматриваются подробно принципы организации активных центров
антител (см.: М. Тернер, 1983; А. Я. Кульберг, 1985, 1986), однако
необходимо напомнить, что специфичность им придают так называемые
гипервариабельные участки (HV) вариабельных районов тяжелой (И) и легкой
(L) полипептидной цепей. Как в тяжелой, так и легкой цепях находится по
три гипервариабельных участка, которые разделены отрезками аминокислотной
последовательности {FR), характеризующимися крайней консервативностью
своего строения.
FR 1 НУ\ FR 2 И\ 2 FR1 HI 3 FRA
Гипервариабельные участки для каждого антитела, продуцируемого
индивидуальной особью данного биологического вида и даже отдельными
лимфоидными клетками данного индивидуума, уникальны по своему строению и
отличаются от аналогичных участков антитела другой специфичности и даже
от антитела той же специфичности, но синтезируемого другой лимфоидной
клеткой. Таким образом, даже к такому простому химическому соединению,
