А. Структура иммуноглобулинов
Иммуноглобулины, экспрессирующиеся на поверхности зрелых В-лимфоцитов, являются рецепторами В-клеточных антигенов. Рецепторы синтезируются окончательно дифференцированными В-клетками (плазматическими клетками) и секретируются в кровь как антитела. Иммуноглобулины представляют собой гликопротеины, состоящие из двух одинаковых тяжелых цепей (Н) и двух одинаковых легких цепей (L) с молекулярными массами 50-70 кДа и 25 кДа соответственно. Существует два типа легких цепей иммуноглобулинов: каппа (к) и лямбда Ш.
Остатки цистеина формируют мостики между отдельными цепями молекулы иммуноглобулина. Фермент папаин гидролизует молекулу с образованием двух идентичных антиген-связывающих Fab-фрагментов и одного не связывающего антиген Fc-фрагмента (кристаллизующегося фрагмента). Fla Fc-фрагменте расположены участки связывания фрагмента комплемента C1q (см. с. 68).
Легкие цепи состоят из двух протяженных областей почти равного размера. Константная область (CL) приблизительно одинакова во всех иммуноглобулинах. Напротив, аминокислотная последовательность вариабельной области (VL) чрезвычайно изменчива. Обе области состоят приблизительно из 110 аминокислот. Тяжелые цепи иммуноглобулинов состоят из одной вариабельной области (VH), содержащей около 110 аминокислот, и трех константных областей (CH), за исключением IgM и IgE, которые имеют по четыре константные области. Отдельные домены молекулы иммуноглобулина характеризуются сходной глобулярной структурой, образованной множеством p-слоев и дисульфидных мостиков
Б. Суперсемейство иммуноглобулинов
Наличие глобулярных доменов со сходной структурой является характерной чертой всех молекул иммунной системы, объединенных в суперсемейство иммуноглобулинов. К этому суперсемейству относятся иммуноглобулины, Т-клеточные рецепторы (TCR), молекулы главного комплекса гистосовместимости (МНС) класса I и класса II, большое число МНС-распознающих антигенов клеток-киллеров, молекулы, ответственные за межклеточные взаимодействия (например, антигены CD4, CD8, CD19 и CD22), молекулы адгезии (например, CD56), а также рецепторы полимерных иммуноглобулинов (поли-1д-рецепторы). Поли-1д-рецептор необходим для прохождения IgA и IgM сквозь эпителиальные клетки. В суперсемейство входят и другие многочисленные антигены, чьи функции на сегодняшний день еще не выяснены.
В. Антигенная специфичность определяется гипервариабельными областями
Вариабельные области тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов содержат участки с особенно изменчивой аминокислотной последовательностью. Их называют гипервариабельными областями.
Гипервариабельные области состоят из 6-8 аминокислот около положений 30, 50 и 93 легкой цепи и около положений 32, 55 и 98 в тяжелой цепи. Они определяют специфичность связывания антител и называются областями, определяющими комплементар- ность к антигену (CDR) (см. разд. А). Замена единственной аминокислоты в этой области критическим образом сказывается на связывании определенного антигена.
Эффекторная функция иммуноглобулина определяется его константной областью. Иными словами, константная область определяет степень связывания комплемента, взаимодействие со специфическими рецепторами (Fc-рецепторами) различных клеток и перенос через плаценту.
Иммуноглобулины представляют собой белки, и их аминокислотная последовательность может быть иммуногенной для разных индивидов и разных видов, т. е. они могут действовать как антигены. Действительно, сами иммуноглобулины могут выступать в роли антигенов — они имеют изотипические, аллотипические и идиотипические детерминанты. Изотипические детерминанты ответственны за разницу между различными классами и подклассами иммуноглобулинов, а также между тяжелыми и легкими цепями. Аллотипические детерминанты определяют вариации константной области иммуноглобулинов одного изотипа, связанные с аллельными вариациями генов, обнаруженными у разных индивидов одного вида. Идиотипические детерминанты отвечают за вариабельность CDR-области определенной молекулы иммуноглобулина.