МАТ — ?
ш0.7 Поле — 10
Лекция N 6а
2«АНТИТЕЛА(ИММУНОГЛОБУЛИНЫ)»
Термин «антитело» ввел П.Эрлих. АТ имеют активный центр,
специфичный кданной антигенной детерминанте.
В организме вырабатывается порядка 1млн. различных видов
АТ.
АТ синтезируются к структурам антигенной детерминанты (гап-
тену; квидоизмененной структуре HLA I класса); киллеры и др.
Т-лимфоциты — кносителю.
БИОХИМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ
Все Ig имеют единый принцип построения.Структурной единицей
Ig является мономер — 4-цепочная молекула, состоящая из 2 пар
легких (L) цепей (M. 22,5 кД) и 2 пар тяжелых (H)цепей с М.
50-75 кД, связанных дисульфидными мостиками иводородными свя-
зями. В составетяжелой цепи 330-440 аминокислот, легкой- 220
аминокислот.Активный центр АТ (АГ-связывающий участок) образо-
ван 1 легкой и 1тяжелой цепью.
У человека В-клетками вырабатывается 5 типовтяжелых цепей
(Н), названныхизотипами и определяющими соответственно 5 клас-
сов антител:
Ig М, Ig G, Ig A, Ig E, Ig D.
«эм» «джи» «ей» «и» «дэ» — по английски
«эм» «гэ» «а» «е» «дэ» — по-русски
Н-цепи 7 ь п 0 7 ф 0 7 е уу в
FcR Fc 7ь 0R 7 0Fc 7п 0R 7 0Fc 7ф 0R 7 0Fc 7е 0R 7 уу 0Fc 7в 0R
Ig М Ig G Ig A Ig E Ig D
┌──
├──
├──
├──
└──
пентамер мономер димер 2-валент- 2-валент-
10-валент- 2-валент- 2,4-ва- ный ный
ный ный лентный
Рассмотрим строение Ig на примере Ig классаG.
Папаин расщепляет молекулу на Fав (отангл. слов — фрагмент
антиген-связывающий)и Fc (фрагмент кристаллизующийся) фрагмен-
ты.
H H
L \ //L ________ папаин─── 2 фрагмента
││
HH
F 4(ab)2 0-2-валентный 4 0- \//; 4 0F 4ab' 0- 1-валентный — \ или //.
Fc — фрагмент — ││, которыйсвязвается с Fc-рецепторами.
Различают 5 видов тяжелых цепей и 2 видалегких. Тяжелые це-
пи каждого класса Ig специфичны для этого класса и определяют
2изотип 0АТ с характерными биологические свойства. Обозначения
для тяжелых цепейIg соответствующих классов следующие: IgM -
7m 0 (мю), Ig G - 7 g 0 (гамма), Ig A - 7 a 0 (альфа; 7a 41 0 4и 7a 42 0: 4 7a 41 — нет
4SS-cвязимежду Н- и L-цепями; только электростатическое взаимо-
4действие 0), Ig E — 7е 0 (эпсилон), Ig 8 D 0- 7ыв 0 8( 0дельта). 8 0Легкие цепи
двух типов — каппа 8( 7л 8) 0 и лямбда 8( 7д 8). 0 [Например, 65% Ig G имеют
k-цепи, 35% — 7д 0-цепи.]
Ig M =k 42 7m 42 0J 4 и пр.
(Кодирующие гены:
-тяжелых цепей — в 14 хромосоме;
-легкой цепикаппа — во второй хромосоме;
-легкой цепилямбда — в 22 хромосоме человека.)
Доменная структура
Ig имеют доменную структуру, т.е. состоят изглобул — «клуб-
ков" с М. по12,5 кД.
V 4H 0V 4H
Идиотип АТ----V 4L 0 00 00 V 4L 0 │ + антиген
\ //
Изотип АТ─┬────── 00 00 — C1 =C 4H 01 или H 4c1 0 │ + комплемент
(классы) │ │ │ │
├────── 0 0 4 — 0C2 =C 4H 02 4 0илиН 4c2 0 │ │
│ │ │ │ + клетки
└────── 0 0 4 0- 4 0C3 =C 4H 03 4 0илиН 4c3 0 │
Вариабельный район (v) включает 110аминокислот на N-конце
молекулы.Своеобразие определяется одним клоном АОК. Эти районы
образуют вмолекуле активные центры (паратопы), специфически
связывающиеантиген. Вариабельные домены определяют 2идиотип 0 АТ.
Константные районы (С-районы) тяжелых цепейопределяют изо-
тип антител. Строение С-района каппа-цепи контролируетсяодним
геном; лямбда — несколькими.
Эволюционным предшественником доменовIg является белок -
альфа- 22-микроглобулин 0(М. 11,8кД), сходный с СН3-доменом. Дан-
ный белоксинтезируется многими клетками организма (кроме эрит-
роцитов и -?) исвязан с АГ HLA I класса.
4Суперсемейство иммуноглобулинов /6456/85/
4- Ig
4- R Т-лимфоцитов
4- АГ HLA I и II классов
4- R для транспорта Ig M и А
4- один из предшественников Thy-1/6456/
4- лектиновые молекулы /6457/88/
4- потомки примитивных Ig,взаимодействующих с вирусными бел-
4ками. /6480/84/ 0- ПОВТОР
ВИДЫ АНТИТЕЛ
3Неспецифические антитела 0. При иммунизации антигеном образу-
ютсяспецифические к АГ антитела и повышаетсясинтез других АТ
(к другимантигенам) — т.н. АГ-зависимыенеспецифические анти-
тела. От 2,5 до7% иммуноглобулинов — неспецифические. /7540=
УСБ-93-6-с.675/
3Нормальные антитела(естественные) 0 — к неспецифическим АГ
а) содержатся в крови без предварительноговведения АГ, нап-
ример,изоагглютинины альфа и бета.
б) появляющиеся вследствие незаметных постоянных контактов
организма втечение его жизни с микроорганизмами (кишечной па-
лочкой, кокками,чужеродными клетками).
3Неполные — (моновалентные) антитела
— появляются в ответ на введение гаптенов
— не вызывают эффекторных функций (активации комплемента,
фагоцитоза),
— проходят через плаценту в организм плода.
Например, антитела к резус-АГ.
3Аутоантитела 0 (аутоАТ) — АТ, взаимодействующие с антигеном,
являющимся нормальнымсоставным элементом организма, которое
вырабатывает этоантитело. /7317/93/
3МАТ (моноклональные антитела) 0 - АТ, полученные из одного
клона культурыплазматических клеток. МАТ получают изсуперна-
танта(культуральной среды) мышиных гибридом (гибрида АГ-специ-
фическогоВ-лимфоцита и лимфомной клетки).
Получено несколько тысяч гибридом, в т.ч. на600 вирусных ан-
тигенов.
3Нейтрализующие АТ 4 — АТ,практически полностью инактивирующие
4инфекционныйи/или репликативный потенциал вируса. /7388/92/ 0
3Блокирующие АТ 0 — АТ, «закрывающие своим телом» АГ,предотв-
ращая тем самым дальнейшую индукцию иммунногоответа. Препарат
вируса с кольугодно большой дозой блокирующих АТ остается за-
разным./7388/92/
4Блокирующие АТ — АТ, блокирующиесобой связывание вирусного
4(или пр.)белка с рецептором на клетках.
_Некорректные, устаревшиетермины .:
3Реагины 0 — аллергические АТ.
3Преципитины (преципитирующиеАТ) 0 — многовалентные, формирую-
щие ПИК.
3Агглютинины (агглютинирующиеантитела) 0 — полные АТ (как ми-
нимум2-валентные, вызывающие агглютинацию лигандов).
3Лизины, цитотоксические антитела 0 — АТ, запускающие компле-
ментарный лизис(Ig M, Ig G — КПК, агрегированные Ig A ---
АПК).
3Антиизотипические 0АТ - АТ ктяжелой цепи Ig, к изотипам АТ
(АТ к Ig M, Ig G,Ig A, Ig E. Ig D).
3Антиаллотипические 0 АТ — АТ каллотипу Ig.
— 1Аллотипы 0 — индивидуальныеразличия константных цепей одно-
го и того же класса (субкласса)иммуноглобулинов человека (=
аллельныеварианты полипептидных цепей иммуноглобулинов). У че-
ловека обнаружено — 18 аллотипов цепей гамма(аллотип Gm) — Ig
G, — 2 аллотипа альфа-цепей (Am) — Ig A и - 3 аллотипа кап-
па-цепей (Km). На разных молекулах антител одного индивидуума
(гетерозигота)могут быть разные аллотипы, Однако отдельная мо-
лекула Igхарактеризуется только одним аллотипом. Это обуслов-
лено эффектомаллельного исключения, в силу которогоодна АОК
продуцирует H- и L-цепи одного аллотипа, контролируемая одним
работающималлелем, а другая АОК — Н- и L-цепидругого аллоти-
па. /7074/
АНТИИДИОТИПИЧЕСКИЕ АНТИТЕЛА — АТ к идиотипуАТ (А-АТ).
Поледовательность вариабельных доменов Igтакая же «чуждая»
дляорганизма, как и антигены. Поэтому к вариабельной области
синтезируютсяантитела второго порядка — т.н. антиидиотипичес-
кие антитела ит.д. С ослаблением ИО концентрация АТ от этапа к
этапу снижается иАТ 4 порядка выделить уже не удается.
Теория сети (сетевая или антиидиотипическаярегуляция).
12 0│ 14 0│ 1 АГ 4 1~ АТ 42 1~AT 44 0и 1 4 1т.д. 0 │- структурно
/ _ . _. ./ _. . 1АТ 41 1 ~ АТ 43 1~ AT 45 0и 4 1 т.д. 0 │ эквивалентны
V /
11 0│ 13 0│
Введение животным антиидиотипических АТобуславливает стиму-
ляциюАТ-образования, а также образования антиидиотипических
АТ. /1809к/
4Антиидиотипические АТ получены к лютеинизирующему гормону,
4пролактину,фолликулостимулирующему гормону, хориогонадотропину
4человека,прогестерону. Антиидиотипические АТ конкурируют за
4связываниес рецептором соответствующих гормонов, выступали и
4какагонисты гормонов. Использование А-АТ открывает новые воз-
4можностирегуляции репродуктивных функций. Описано успешное ис-
4пользованиеА-АТ для индукции толерантности к тканям плода при
4скрещиваниимышей СВА/1 и DBA/2, что обеспечилонормальное про-
4текание беременности обычно осложненное частыми выкидышами.
4/2483к/89/
1Функции:
— регуляция ИО (малые дозы АТ 2 порядка стимулируют, большие
- ингибируютИО). Лимфоциты должны распознаватьидиотипические
детерминантысамих лимфоцитарных рецепторов (Т-В). Т.о., пред-
полагается существование общего сетевого взаимодействия идио-
тип-антиидиотипмежду Т- и В-лимфоцитами. (Антитела 2 и4 по-
рядков распознают общий идиотип на АТ 3 и 1 порядков, однако
лишь небольшаячасть антител 3 порядка реагирует с исходным АГ.)
— АТ второго порядка можно использовать вместо АГ для имму-
низации (однакоони вызывают слабый ИО). АТ 2 порядка использу-
ются
— когда трудно получить АГ в достаточномколичестве (напри-
мер, к филяриям)
— для иммунизации слабыми эмбриональнымиАГ-ми (против АГ-х
детерминантзлокачественных опухолей)
— при аутоиммунных заболеваниях(супресссируют ИО)
Если ввести ро-АТ(к резус-фактору) матери, топредотвращается
отторжение плода. Иногда удается предотвратить отторжение
трансплантата,иммунизируя реципиента АТ-ми против транспланта-
ционныхантигенов. Иммунизацией антителами (или облученными
Тх-ми — ?) к тканям мозга и щитовидной железыудается предотв-
ратить развитиеаутоиммунного энцефалита и тиреоидита.
— как стимуляторы иммунитета в онкологии.
— АТ второго порядка конкурируют засвязывание с рецептором
соответствующего гормона (их агонитсы) — стимуляция рецепто-
ров. (Например, кАХ-му рецептору)
— Введение в неонатальном периоде небольшихколичеств антии-
диотипическихантител на многие месяцы угнетает В-клетки, несу-
щиесоответствующий идиотип: В-клетки ирегулирующие соответс-
твующиеТ-супрессоры длительное время остаются в незрелом сос-
тоянии.( 2В-клеточная толерантность 0) /7569/ Сходное состояние
толерантностинаблюдается во взрослом организме по отношению к
внутренним идиотопным АГ (детерминантамантиидиотипических АТ)
мимикрируют подвнешние АГ. С помощью вакцинации внутренними
идиотопными АГможно вызвать стимуляцию синтеза АТ против внеш-
них АГ. /7569/
АГ --- АТ с идиотипом — АТ с антиидиотипом (антиидиотипи-
ческеи АТ) 1 2
L[+]
┌────────────┐FcR
│ ├─+ИК — ?
│ В-лимфоцит ┼─---- угнетение ИО (толерантность)
│ │1 2
│ ┼
└────────────┴
МАТ — ?
_ 2Функциидоменов
1V-домены 0 — связывает АГ
1СН1-домены
— взаимодействие с С3в и С4в — солюбилизация (растворение)
ПИК (недостаточность — осаждениеПИК в капиллярах ---
ИК-ый тромб — ишемия — некроз — регенерация или пос-
тоянная интоксикация организма присистемной ИК-ой патоло-
гии)
1СН2-домены 0 (в ИК)
— связывание субкомпонента С1q иактивация системы компле-
мента — предотвращение преципитации ИК
— взаимодействие с ревматоидным фактором (IgM)
— связывание с Fc-рецептором (FcR)
— В СН2 домене сосредоточен углеводныйкомпонент.
-
1СН3-домен
— участвует во взаимодействии с клетками(моноцитами ...).
CН2- и СН3-домены
- связываются сбелком А стафилококка,
-взаимодействуютс макрофагами, нейтрофилами
- ответственны запрохождение через плаценту
Все классы Ig имеют не менее 1 2участка связывания для 0 2олиго-
2сахаридов(карбогидратов) 0, которыесоставляют от 3% (Ig G) до
13% (Ig E) ихмолекулярной массы. /7541/84/
4Характерная особенность всехнормальных Ig — N-гликозилиро-
4вание поAsp-297 в СН2-домене. Среднее количество олигосахарид-
4ныхостатков на молекулу Ig G состаляет 2,8. Два из них распо-
4ложены вFc-фрагменте, остальные — вFaв-фрагменте. Олигосаха-
4ридныеостатки Fав-фрагмента чаще сиализированы; только в этой
4частимолекулы встречаются олигосахаридные остатки, содержащие
4по 2остатка Sia кислоты. После удалениясиаловой кислоты ней-
4раминидазойолигосахаридные остатки разделяют хроматографией на
4биогелеР4. Выявляется не менее 30 различныхсложных разветв-
4ленныхуглеводов. /7545/
Сиаловая кислота необходима для связывания ионов кальция
(активациисистемы комплемента-?).
Участки взаимодействия двух СН2-доменовимеют небольшую про-
тяженность;промежуток заполнен олигосахаридными остатками, ко-
торые образуют«мостик» между доменами. Часто олигосахаридные
остатки у двухAsp-297 данной молекулы различаются, чтоделает
молекулуструктурно асимметричной. /7545/86/
1Олигосахариды 0 могут
- ускорять секрецию Ig,
- увеличивать ихрастворимость,
- действовать какспейсоры между цепями и доменами,
- изменять трансдукционный сигнал от активного центра кэффек-
торным районам,
- участвовать всвязывании C1q,
- регулироватькатаболизм Ig.
— через галактозу — в печени
— через маннозу — макрофагами (печени-?)
АТ без олигосахаридных остатков сохраняютспособность связы-
вать АГ, белок А стафилококка, субкомпонент С1q, активировать
комплемент(С1). Однако у таких АТ уменьшена стабильность
СН2-домена, всвязи с чем утрачивается способность к связыванию
с Fc-рецепторамимоноцитов. Обнаружена утрата способностиосу-
ществлять функциюАТ-ЗКЦ; комплексы таких АТ с АГвыводятся из
организма менеебыстро. /7545/
4В норме довольно стабильноподдерживается соотношение нейт-
4ральных,моно- и дисиалированных сахаров, фукозилированных
4(80-85%) ис N-ацетилглюкозамином, вклинивающимсямежду двумя
4основнымиолигосахаридными антеннами(10-30%). При РА снижено
4галактозилированиеIg G. Это связано с более низкой активностью
4галактозилтрансфераз,специфичных к Ig G. /7544/91/ Среди нор-
4мальных Ig10% молекул лишены галактозы, а убольных РА — 40%.
4/7545/86/
Часть эффекторных функций Ig могут выполнятьотдельные 1пеп 0-
1тиды 0,полученные из Ig. Предполагают, что такие пептиды могут
выполнятьиммунорегуляторные функции при катаболизме Ig. /7541/
4Белковые молекулы представляют собой динамические модели.
4Связимежду аминокислотными остаткамипостоянно растягиваются,
4поворачиваютсяи колеблются.
2ИММУННЫЕКОМПЛЕКСЫ 0 /ИК/
_АГ + АТ = ИК .─── активация комплемента
Связывание осуществляется
— кулоновскими связями (электростатическиесилы)
— кальциевыми мостиками
— водородными связями
— Ван-дер-Ваальсовыми-? силами (гидрофобное взаимодействие бо-
ковых цепейаминокислот) — Вандервальса. /7566/
+ антиидиотипическое антитело
00 00│ + антиген
\ //
00 00 C 4H 01 │ + комплемент: С4в — С4в-С4вр │+ СR1,CR3
│ │ │ С3в — С3в-ф.Н или С3вi│
0 0 4 0 C 4H 02 4 0 │ + С1q — активация комплемента + C1qR-? │
│ │ │ + FcR клеток — фагоцитоз илицитотоксичность │б.А
0 0 4 0C 4H 03 4 0│ + ревматоидный фактор (Ig M к Fc-фрагменту Ig G1
и G2; Ig G3 и G4 — невзаимодействует)
Fc-фрагмент Ig G1,2,4 + белок А (c Ig G3 невзаимодействует).
2Функции АТ в иммунныхкомплексах 0:
1. опсоническая — фагоцитоз (черезС3в, С5в, С5в6, С1q, ...)
— высвобождениелизосомальных ферментов ---
локальная деструкция — ССК --- нарушение
микроциркуляции — (боль)--- гной
2. активация комплемента
— С2в — отек
— фагоцитоз
— активация ТК — гистамин — отек, покраснение, повы-
шение проницаемости микрососудов — экссудат-?
3. АТ-ЗКЦ — деструкция клеток — ССК — тромбы — фаго-
цитоз
4. Связывание токсинов — кэппинг — в/кл.деструкция
связывание молекул адгезиибактерий, вирусов — блокада
проникновения в клетки;
нейтрализация ферментов — кэппинг — в/кл. деструкция
связывание с Н-антигенами (жгутиковымиАГ) подвижных бак-
терий — блокада передвижения(утяжеление жгутиков)
.
L[+]
ш0 2Поле — 0 0 (в режиме принтера можно поле 30-40)
2Классы иммуноглобулинов, иххарактеристика
5Различные биологические свойства 5классов антител
5определяются Fc-фрагментами тяжелыхцепей.
Таблица
2Некоторые свойстваиммуноглобулинов человека
───────────┬──────────┬───────────────────────┬───────────┬──────────┬────
2│ Ig М │ Ig G │ Ig A │ Ig E │Ig D
───────────┴──────────┼───────────────────────┼─────┬─────┼──────────┴────
│ │Ig G1│Ig G2│IgG3│Ig G4│Ig A1│Ig A2│ │
──────────────────────┴───────────────────────┴─────┴─────┴───────────────
VVVVV V V V VVV V
│ _│││││ . │ │ │ │o│ │ ├┴┤ │┌┴┐
│ │ │+секреторный └─┘ -ТК│└─┘
│ │ │ компонент│5 доменов │
│ │ │ │Н (тяж.цепи)
Структура │пентамер, │ мономер │ димер (s) │ мономер │мон.
│удерживае-│ │ мономер │ │
│мый J-цепью │ тетрамер │ │
2Валентность│ 5 (10) │ 2 (Ig G4 — 1) │ 0 22,4,8 │ 2 │ 2
│ пентамер │ мономер │мономер-2 │мономер │мон.
│ │ │димер — 4 │ │
FcR │ Fc 7ь 0R │ Fc 7g 0R │ Fc 7a 0R │ Fc 7e 0R │
Субклассы 7 0│ 7 ь 41, 7ь 42 0 │ 7g 01 │ 7g 02 │ 7g 03 │ 7g 04 │ 7a 01, 7a 02 │ - │-
тяжелых │ │ -сывороточный │
цепей │ │ (плазменный) │
│ │ --мономер-80% │
│ │ — димер -20% │
│ │ -секреторный │
2% всыво- 0 │ 4 0 │ │ │ │ │ │ │
2ротке 6 │ 210 6 │ 2 75 │ 15 │
% от Ig G │ │ 65 │ 23 │ 8 │ 4 │ │ │
│ │ 71 │ 18 │ 8 │ 3 │ │ │
│ │65-70│23-28│ 4-7│ 3-4 │
Концентра-│ │ G4-38,5│ │ │
ция всыво-│ 120 │ 1200 │ 400 │
ротке, мг% │ 60-280 │ 800-1800 │ 90-450 │0,006-0,6 │0,3-40
г/л │ 0,6-2,8 │ 8-18 │0,9-4,5 │следы │следы
М. │950кД (1млн) 146кД (150кД) │380кД-секр.│ 200кД │184
│ 900 │ 140 │160 1-моно 0 │ 180 │200
2Тполувыве-│ 5 │ 23 │ 6 │ 2,5 │3
2дения 0│ 5 дней │ 18-23 дня │5-6,5 дней│ 2,3 дня │2,8
Электрофо-│ │ │ │ │
ретическая│ между │ ( 7g 0-глобулины) │ 7b 0 │ 7b 0 │между
подвижность│ 7a 0 и 7b 0 │ 7g 0 │slow(медл.)│slow(медл.) 7a 0и 7b
Термоустой-│ │ │ │ │
чивость-56 5о 0│ + │ + │ + │ - │-
Секреция │ - │ - │ + │ + │-
2Функции │1-ая линия│2-ая линияобороны 0│ 21-аялиния 0│ 22-ая линия 0│
2│обороны │ 0│ 2обороны 0│ 2обороны 0 │
2│ 0│ 2 0│ 2слизистых 0│ 2слизистых 0 │
2│АТ первич-│АТвторичного ИО │Секреторный│Посредники│Находят 0-
2│ного ИО; │Большинство противоин- │Ig │действия │ся в ЦПМ
2│изоагглюти│фекционных антител;