Иммуноглобулины

Определение. Структура иммуноглобулинов

Все цепи между собой дисульфидными мостиками.

Существует два типа легких цепей:

• каппа,
• лямбда.

Фермент папаин гидролизует молекулу с образованием двух идентичных антиген-связывающих $Fab$-фрагментов и одного не связывающего антиген $Fc$-фрагмента, или кристаллизующегося фрагмента. На этом фрагменте находятся участки связывания фрагмента комплемента $C1g.$

Легкие цепи имеют две протяженные области примерно равного размера:

• константная область во всех иммуноглобулинах приблизительно одинакова;
• вариабельная область, в ней аминокислотная последовательность очень изменчива.

В состав константной и вариабельной областей входит около 110 аминокислот.

Тяжелые цепи состоят из одной вариабельной области и трех или четырех ($IgM$, $IgE$) константных областей.

Для отдельных доменов молекулы иммуноглобулина характерна сходная глобулярная структура, сформированная множеством $β$-слоев и дисульфидных мостиков.

В состав вариабельных областей легких и тяжелых цепей входят участки с наиболее изменчивой аминокислотной последовательностью – гипервариабельные области.

Гипервариабельные области определяют специфичность связывания антител и являются областями, определяющими комплементарность к антигену. Замена одной аминокислоты в этой области может критически сказаться на связывании определенного антигена.

Константная область определяет эффекторную функцию иммуноглобулина – взаимодействие с Fc-рецепторами (специфическими рецепторами) различных клеток, степень связывания комплемента, перенос через плаценту.

Схема строения иммуноглобулина

Иммуноглобулины способны экспрессироваться на поверхности зрелых $B$-лимфоцитов и служат рецепторами антигенов. Отдельные эндогенные иммуноглобулины могут связываться с другими клетками (тучными клетками, гранулоцитами, эпителиальными клетками, моноцитами/макрофагами) с помощью $Fc$-рецепторов.

Окончательно дифференцированные $B$-клетки синтезируют рецепторы, которые секретируются в кровь как антитела.

Классы иммуноглобулинов

Все иммуноглобулины на основании антигенных и структурных признаков тяжелых пептидных цепей, в порядке относительного содержания в сыворотке крови, делят на пять классов:

• $IgG$ – 80%;
• $IgA$ – 15%;
• $IgM$ – 10%;
• $IgD$ – менее 0,1%;
• $IgE$ – менее 0,01%.

Молекулы $IgG$, $IgD$, $IgE$ являются мономерными, $IgM$ – пентамер, молекулы $IgA$ могут быть мономерами (сыворотка крови) или димерами (экскретируемые жидкости: слюна, слезная жидкость, секреты слизистых оболочек).

Иммуноглобулины могут выступать в роли антигенов. Они имеют следующие детерминанты:

• изотипические;
• аллотипические;
• идиотипические.

У иммуноглобулинов классов $IgG$ и $IgA$ выделяют несколько подклассов.

Классы и подклассы называют изотипами, которые одинаковы у всех особей одного вида.

Антитела по антигенной специфичности относятся к различным идиотипам. Идиотипические детерминанты отвечают за вариабельность $CDR$-области определенной молекулы иммуноглобулина.

Циркулирующие антитела образуются и секретируются плазматическими клетками в:

• костном мозге,
• лимфатических узлах,
• ассоциированной со слизистой лимфоидной ткани.

Иммуноглобулин $IgA$ преобладает в:

• бронхиальных секретах,
• слюне,
• слезной жидкости,
• секретах мочевыводящих путей,
• грудном молоке и молозиве.

Переключение класса иммуноглобулинов

В процессе иммунного ответа синтезируются иммуноглобулины разных классов:

• зрелые В-клетки синтезируют $IgM$;
• перегруппировавшиеся $VDJ$-последовательности соединяются с другими $C$-генами константной области;
• переключающаяся $S$-последовательность контролирует процесс перегруппировки путем рекомбинации с другими $S$-последовательностями, которые обладают высоким уровнем гомологии;
• происходит делеция последовательностей генов константной области, расположенных между $VDJ$-последовательностями и новыми $C$-генами.