Эволюция суперсемейства иммуноглобулинов

В организме человека множество молекул с иммуноглобулинподобной структурой. Вся эта совокупность объединяется в суперсемейство Ig.

- BCR, TCR

- молекулы ГКГС

- ко-рецепторы CD4, CD8

- некоторые молекулы межклеточной кооперации и т.д.

Воспроизведение возможных филогенетических событий, обеспечивающих формирование суперсемейства иммуноглобулинов должно включать три определяющих положения:

1) в основе происхождения всего суперсемейства лежал предковый однодоменный пептид

2) локусы, которые контролируют иммуноглобулинподобные молекулы, включающие несколько (2-7) доменов, возникли в результате тандемных дубликаций исходного гена для однодоменного пептида;

3) разные домены суперсемейства обладают одним из двух способов взаимодействия между собой – гомофильной и гетерофильной формой.

Эволюционная история связана с общим предшественником. Гетерофильной форме взаимодействия предшествовали гомофильные (взаимодействие «своего» со «своим»). Цепь событий представлена следующим образом: предковые однодоменные белки, связанные с поверхностью клетки, в процессе межклеточного взаимодействия формировали гомодимер А-А. Подобная форма отношений имела место при возникновении многоклеточных. В результате тандемной дубликации гена для однодоменного белка и последующих мутационных изменений, стали появляться гетерофильные клеточные отношения (А+В). Возникшие гетерофильные отношения явились источником формирования V-доменов Т-клеточного рецептора (от домена В) и антигенпрезентирующей способности молекул МНС (от домена А).

Мутационные изменения в домене В носили множественный характер, но среди них был те, которые создали условия для взаимодействия с компдексом А + чужеродный агентный пептид. В качестве чужеродных пептидов могли выступать вирусы или измененные собственные антигены. В такой ситуации V-домен Т-клеточного рецептора попадал под положительное влияние отбора. Все это создавало набор генов для V-доменов ТCR, способных взаимодействовать с множеством чужеродных пептидов, комплексированных с антигенами МНС. В свою очередь, гены для доменов МНС также эволюционировали, создавая полиморфизм и полигению морлекул этого комплекса.

Т-клеточные рецепторы эволюционно предшествовали иммуноглобулинам, и V_TCR-гены, вероятно были исходными для V_Ig – генов. Об этом говорят, в частности, факты эволюционно более раннего проявления Т-клеточного иммунитета по сравнению с гуморальным.

В значительно меньшей степени изменения затрагивали те участки, которые вступают в контактные отношения независимо от антигена. Эволюция С1-доменов на самых начальных этапах проходила самостоятельно, с умеренными дубликациями и мутациями. Факторами отбора были физиологические механизмы.

Одно из существенных свойств эволюции суперсемейства иммуноглобулинов состоит в том, что в процессе филогенетического развития появляющиеся функционально более совершенные молекулы не исключали предыдущих, от которых они возникли, не отменило их функциональную значимость.