Классы иммуноглобулинов. Структура цепей иммуноглобулинов
В настоящее время антитела и некоторые близкие к ним белки относят к особой группе гликопротеидов, называемых иммуноглобулинами. Всем им присущ ряд общих черт: близкие антигенные и химические свойства, одинаковые принципы построения молекул и общее филогенетическое происхождение. По-видимому, все иммуноглобулины — как «нормальные», так и «патологические», встречающиеся в повышенном количестве при некоторых пролиферативных заболеваниях лимфатической системы,— являются антителами к каким-либо антигенам.
Молекулы иммуноглобулинов, как уже отмечалось во Введении, строятся из «тяжелых» и «легких» полипептидных цепей. Классы иммуноглобулинов отличаются друг от друга своими тяжелыми цепями. У человека насчитывается пять классов этих белков (IgG, IgM, IgA, IgD и IgE), тяжелые цепи которых обозначают соответственно греческими буквами у, а и е.
Легкие цепи молекулы иммуноглобулинов человека и большинства животных бывают двух типов: каппа и ламбда. Оба типа легких цепей могут входить в состав молекул всех классов иммуноглобулинов. Молекулы IgM и полимерные молекулы IgA содержат, кроме того, по одной J-цепи, а полимерные IgA — еще и так называемый секреторный компонент.
Обычно большая часть антител относится к классу IgG. В первый период иммунного ответа, однако, значительная часть антител принадлежит к IgM, которые являются, по-видимому, филогенетически наиболее древними. IgA обладают свойством проникать в секреты — слюну, молозиво, кишечный сок и др. Антитела типа реагинов относятся к IgE.
Структура цепей иммуноглобулинов
Выяснение последовательности аминокислот в пептидных цепях иммуноглобулинов затруднено гетерогенностью этих белков. Антитела к данному антигену, выделенные даже в чистом виде, почти всегда неоднородны. Одной из причин этой неоднородности следует прежде всего назвать наличие у большинства антигенов нескольких антигенных детерминант, к которым образуются различные по специфичности антитела.
Кроме того, антитела даже к одной детерминанте могут принадлежать к разным классам и подклассам иммуноглобулинов. Далее следует упомянуть и о том, что в ходе иммунного ответа могут меняться свойства самих антител.
Возможность изучения химической структуры иммуноглобулинов появилась после обнаружения так называемых патологических иммуноглобулинов, встречающихся при некоторых лимфопролиферативных заболеваниях у человека и животных. Эти иммуноглобулины очень сходны с нормальными, но отличаются от них гомогенностью. В последнее время проводятся исследования по получению однородных антител путем иммунизации гомогенными антигенами.
В ряде случаев удалось выработать достаточно большие количества гомогенных препаратов, пригодных для определения последовательности аминокислотных остатков в их полипептидных цепях.
Начиная с 1965 г. была проделана большая работа по расшифровке первичной структуры пептидных цепей иммуноглобулинов, которая в 1969 г. ознаменовалась крупным успехом: группой Эдельмана была установлена полная последовательность аминокислот в обеих цепях одного иммуноглобулина (IgG l Eu) (Edelman, 1973).
Наиболее важным результатом этих исследований явилось обнаружение у тяжелых и легких цепей двух резко различных областей — вариабельной (V) и постоянной (С). Цепи данного класса (подкласса) и типа различаются только по последовательности V-областей (идиотипические вариации), тогда как С-области у них идентичны, за исключением небольших отличий, обусловливающих аллельные (аллотипические) вариации. В то же время различия между классами (подклассами) и типами цепей определяются неодинаковым строением С-областей (изотопические вариации).
Столь необычное строение цепей станет понятным, если вспомнить, каковы их биологические функции. Основным назначением иммуноглобулинов как антител является образование комплексов с антигенами, и в этом отношении они высокоспецифичны и резко отличаются друг от друга. В то же время разные по специфичности антитела обладают рядом общих биологических функций: связывание комплемента, фиксация на мембранах и прохождение через них. Такая двойственность свойств отражается в соответствующей двойственности структуры.
По всей видимости, строение V-областей обусловливает специфические свойства антител, поскольку они строят активный центр, тогда как С-области обеспечивают свойства, общие для всех антител данного класса и типа.
