Структура иммуноглобулинов

Иммуноглобулины — семейство белков, специфически реагиру­ющих с антигеном, который индуцировал их образование. Тер­мины -«антитело» и «иммуноглобулин» — синонимы. У большин­ства млекопитающих иммуноглобулины разделяют на 5 классов: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE. Например, у взрослых свиней есть 3 типа сывороточных иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM и 2 под­класса IgG (19S и 7S), которые по физико-химическим свойст­вам аналогичны соответствующим Ig человека. Кроме сыворотки крови иммуноглобулины находятся в молозиве, молоке, слюне, секретах кишечника и т. д.

У всех видов животных и человека молекулы Ig построены из двух длинных тяжелых (Н) и двух коротких легких (L) полипеп­тидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками. Для всех классов Ig легкие цепи являются общими, а тяжелые цепи каждого из 5 классов отличаются по антигенным, иммунологи­ческим и химическим особенностям. Тяжелые цепи иммуногло­булинов обозначают буквами греческого алфавита.

Легкие цепи подразделяют на два типа: каппа (к-тип) и лямбда (Х-тип). N-концевые участки тяжелых и легких цепей состоят из вариабельных (V) областей, а С-концевые участки тяжелых и легких цепей являются константными (С). Цепи Ig представлены не в виде прямых нитей, а образуют петли, возни­кающие при соединении дисульфидными мостиками аминокис­лотных остатков внутри цепи. Каждая петля называется доменом. В молекуле Ig кролика 12 доменов — по 4 на тяжелых и по 2 на

легких цепях, которые обозначаются Vh, ChI, Сн2, СнЗ и Vl,Cl (рис. 49). Домены Vh и Vl выполняют функцию связывания антигена. Иммуноглобулин G расщепляется ферментом папаи-ном на три фрагмента: два Fab-фрагмента связывают антиген и один Fc-фрагмент ответствен за связывание белка комплемента, реакцию с макрофагами и др.

Реакция антиген — антитело. Основной момент в процессе иммунного ответа — узнавание антителом химического маркера, характерного «чужому» веществу в отличие от «своего». Поэтому главная биологическая функция антител — их способность всту­пать в специфическую и быструю реакцию с антигеном, в ре­зультате чего образуется комплекс антиген — антите­ло (иммунный комплекс). Иммунный комплекс образуется в результате связывания активного центра антитела (паратопа) с детерминантами антигена (э п и т о п а). Эти взаимодействия могут проявляться в виде реакций агглютинации, преципитации, лизиса, нейтрализации и др.

Антитела могут усиливать фагоцитарную активность макрофа­гов (опсонизация). Специфичность иммунитета проявляет­ся в том, что антитела действуют только на тот антиген, под влиянием которого они образовались. Организм, имеющий анти­тела, может оставаться в течение различного времени иммунным

Рис. 49. Схема молекулы IgG кролика:

L — легкие и Я—тяжелые цепи; V— вариабельные области легких и тяжелых цепей (свет­лые); С — константные области зачернены; s — s — дисульфидиые связи; Vl и Cl — домены, составляющие вариабельные и константные участки легких цепей, Ун, Сн1, Сн2, СнЗ— .Домены, составляющие вариабельные и константные участки тяжелых цепей; Fab (два) и Fc (один) — фрагменты, образующиеся при расщеплении папаином; а, х, у, b, d, e — локализа­ция известных аллотипических групп

против антигена. Следовательно, гуморальный, как и клеточный, иммунитет обладает иммунологической памятью — способностью при повторном контакте с антигеном узнавать и отвечать на него иммунологической реакцией.

В определенных условиях возникает повышенная чувствитель­ность организма (гиперчувствительность) на повторное попада­ние данного антигена. Она проявляется в виде аллергии немед­ленного типа (астма, анафилаксия), т. е. патологической повы­шенной реакции на антиген, который у нормальных особей не вызывает болезненных явлений. Существует и повышенная чувствительность замедленного типа (при ту­беркулезе, бруцеллезе) — это клеточно опосредованный иммуно­логический способ повышенного реагирования на чужеродные вещества. Антитела участвуют в первой форме иммунного реаги­рования — гуморальном иммунитете. Вторая форма больше свя­зана с клеточным иммунным ответом в виде гиперчувствитель­ности замедленного типа.

Предполагают, что иммуноглобулин может иметь несколько антигенсвязывающих центров, комплементарных нескольким от­личным по структуре антигенам, а многие типы антител компле­ментарны к одной антигенной детерминанте. Антитело способно функционировать и как антиген. Высокоспецифическая популя­ция антител может состоять из иммуноглобулинов разной специ­фичности. Очень небольшие изменения в первичной структуре антител могут вызвать различия в их специфичности.