Структура и функции иммуноглобулинов.
В структуре иммуноглобулинов имеются тяжёлые и лёгкие цепи, каждая из которых имеет константные и вариабельные области. В зависимости от характера аминокислотной последовательности константной области тяжелой цепи все известные иммуноглобулины подразделяются на 5 классов – IgG, IgA, IgM, IgD и IgE. Различают соответственно 5 классов этих последовательностей - γ, α, μ, δ и ε.
У иммуноглобулинов разных классов варьирует число пар H- (тяжёлых) и L- (лёгких) цепей и в некоторых случаях различается длина H-цепи по количеству доменов (IgM и IgG имеют дополнительный домен CH4, расположенный за CH3-доменом). Домен иммуноглобулина представляет собой структурную единицу, состоящую примерно из 110 остатков. Аминокислотные последовательности доменов обладают определённым сходством друг с другом. В частности, в каждом домене полипептидная цепь образует петлю (во всех доменах эти петли имеют примерно одинаковую длину), замкнутую внутрицепочечной дисульфидной связью. Воздействие папаином на IgG приводит к образованию Fab и Fc фрагментов:
Fab – fragment antigen binding – фрагмент, обладающий антигенсвязывающими свойствами.
Fc – fragment crystallised – область, играющая важную роль в запуске тех процессов иммунного ответа, которые в конечном итоге приводят к разрушению чужеродных элементов.
Структура иммуноглобулинов на примере IgG.
IgG – называемый также ۷-глобулином,- состоит из четырёх полипептидных цепей – двух идентичных тяжёлых (heavy, H) и двух идентичных лёгких (light, L). H – цепь (мол. мамсса 50000) содержит около 450 аминокислотных остатков, а L – цепь (мол. масса 25000) – 220. Четыре цепи ковалентно связаны между собой дисульфидными мостиками. Первые 110 аминокислотных остатков (N - концевые) H- и L- цепей образуют вариабельную, или V-область. Остальные 110 аминокислотных остатков L- цепи и 340 H- цепи образуют константную, или С-область.
В пределах V- области L- и H- цепей имеются по три гипервариабельных участка (L1,L2,L3 и H1,H2,H3), каждый из которых включает приблизительно по 6 аминокислотных остатков. Гипервариабельные участки L- и H- цепей составляют антигенсвязывающий центр, т.е. ту часть молекулы Ig, которая узнаёт антиген.
Благодаря высокой степени вариабельности гипервариабельных участков может существовать огромное число различных антигенсвязывающих центров.
Функции иммуноглобулинов:
Ig М – наибольшую активность Ig М проявляет в антибактериальном иммунитете и при некоторых аутоиммунных заболеваниях.
IgG – Биологическая роль Ig G разнообразна. Это и антибактериальная защита через механизм комплементзависимого лизиса микробной клетки, и проникновение через плаценту с той же защитной для развивающегося зародыша функцией, и «армирование» макрофагов (цитофильность к макрофагам), в результате чего они становятся цитотоксическими для трансплантатов и опухолей, и участие в повышенной реактивности аллергического типа.
Ig A – функционально Ig A выступает в качестве первой линии защиты на слизистых поверхностях, препятствуя проникновению вирусов в организм. Хотя Ig A не связывает комплемент и в силу этого не обладает бактерицидной активностью, он играет важную роль в нейтрализации бактериальных токсинов. Кроме того, у млекопитающих, включая человека, секреторный Ig A хорошо представлен в молозиве и обеспечивает таким образом специфический иммунитет новорожденных.
Ig E – функциональная активность Ig E проявляется в развитии аллергических реакций. Данный иммуноглобулин способен взаимодействовать с тучными клетками и базофилами посредством Fc – области и соответствующего рецептора на этих клетках. После связи IgE с антигеном (аллергеном) тучные клетки получают сигнал к секреции вазоактивных аминов и других фармакологически значимых соединений, что, собственно и приводит к развитию аллергических реакций.
Ig D – Иммуноглобулин D был открыт как необычный миеломный белок. Затем его обнаружили в сыворотке крови в очень небольшом количестве. Данный иммуноглобулин совместно с мономерным Ig М экспрессируется на поверхности В-клеток. Вопрос о форме участия Ig D в иммунных процессах остается открытым.