Изменчивость активных центров антител. Электронная микроскопия иммуноглобулинов
Источником разнообразия трехмерной структуры активного центра являются в основном число и природа остатков гипервариабельных петель. Наиболее выраженные изменения обусловлены множественными вставками и делециями в гипервариабельных областях.
Единичные аминокислотные замены также могут производить значительные изменения активного центра. Например, замена одного остатка с положительным зарядом на нейтральную или отрицательно заряженную аминокислоту может заметно повлиять на специфичность алтитела.
Не все остатки гипервариабельиых областей вовлекаются непосредственно в контакт с антигеном. Некоторые из них располагаются внутри домена, а другие участвуют в контактах между вариабельными домена ми. Однако изменения длины участков внутри домена могут также обусловить значительные изменения полости активного центра.
Сходным образом замены контактирующих остатков могут оказать заметный эффект на конфигурацию гипервариабельных петель, которые не являются абсолютно ригидными.
Имеющиеся данные указывают, что комплексирование антигенов с антителом обусловлено вандерваальсовыми взаимодействиями, водородными и полярными связями, а распределение этих сил определяет специфичность этой реакции и жесткость иммунных комплексов.
Электронная микроскопия иммуноглобулинов
Из изложенного выше видно, что рентгеноструктурные исследования отдельных фрагментов иммуноглобулинов и их цепей оказались очень успешными. Однако они не дали ответа на два важных вопроса: каково в целой молекуле относительное расположение всех трех субъединиц и существуют ли конформационные изменения молекулы антител после взаимодействия их с антигеном?
Интактные молекулы иммуноглобулинов кристаллизуются с большим трудом, что обусловлено, вероятно, гетерогенностью их препаратов, а также гибкостью молекул иммуноглобулинов. Поэтому для изучения общей структуры молекул иммуноглобулинов применяли иные методы. В нескольких лабораториях использовали метод электронной микроскопии.
В классическом исследовании Валентайн и Грин (Valentine, Green, 1967) изучали растворимые комплексы антител против динитрофенильной группы с бивалентным гантсном. Па полученных микрофотографиях были видны циклические структуры различной формы. Они представляют собой димеры, тримеры, тетрамеры и пентамеры молекул антител, связанных между собой гаптеном.
Весьма примечательно, что угол между Fab-фрагментами варьировал у разного типа агрегатов, что указывало на возможность его изменения вследствие гибкости связывающих Fab-фрагменты участков полипептидных цепей.
Другая серия экспериментов, выполненных также электронно-микроскопическим методом, была проделана Файнстейном и Мунком (Feinstein, Munn, 1969). Эти авторы изучали комплексы IgM — антитела с флагеллами сальмонелл. В некоторых случаях молекулы IgM— антитела прикреплялись к флагеллам с образованием структур, подобных П-образным скрепкам.
Скорее всего, такие структуры являются молекулами IgM, субъединицы которых не отходят радиалыю как у свободных молекул, а направлены вниз от центрального диска к поверхности флагеллы с образованием фигуры, похожей па стол с ножками. Последняя в профиль подобная П-образной скрепке. Вероятнее всего, что появление подобных структур объясняется гибкостью молекул иммуноглобулинов, т. е. способностью Fab-фрагментов вращаться относительно центрального диска, образованного пятью Fc-фрагментами.
