Характеристика антитіл різних класів

БУДОВА АНТИТІЛ

Молекули антитіл, виділених різними клонами В-клітин, мають однаковий принцип будови. Вони є тетрамерами, тобто – складаються із 4 поліпептидних ланцюгів двох типів (2 легких ланцюга + 2 важких ланцюга).

L легкий ланцюг NH₂ ___________ СООН 210-223 амінокислоти

Молекулярна маса – 22000 Да, 2 підтипи

Н важкий ланцюг NH₂_______________________СООН 450 амінокислот

Молекулярна маса – 50000- 70000 Да, 5 підтипів

Належність імуноглобуліни до певного класу (ізотипу) визначається амінокислотною послідовністю важкого ланцюга (ланцюги γ, α, μ, δ, ε, і відповідно імуноглобуліни G, A, M, D, E).

Є 2 типи легких ланцюгів – κ (каппа) і λ (лямбда). У кожній молекулі імуноглобулінів трапляється або 2 каппа- (60% людей) або 2 лямбда-ланцюга 40% людей).

Ланцюги тримаються один біля одного за допомогою дисульфідних зв’язків (один дисульфідний зв’язок на 110 амінокислотних залишків). Кожна така ділянка молекули АТ має вигляд двох зустрічних петель, тобто – вигляд сферичної частинки або глобули, і називається домен.

І важкий, і легкий ланцюги можна розділити на 2 частини:

1. варіабельні (змінні) ділянки. З находяться в NH_2- кінцевій половині ланцюга, містять 60-100 амінокислот. Крім того, в цій області є декілька ділянок (три – біля 30, 50 та 95 амінокислоти в послідовності), на яких найчастіше відбуваються амінокислотні заміни (гіперваріабельні області). Останні ще називають ділянками компліментарності, оскільки саме вони забезпечують надійну взаємодію антигену і антитіла.

У антитіл одного класу заміни зачіпають приблизно 15% амінокислот, у антитіл різних класів відрізняється приблизно 50% амінокислот варіабельної області.

2. константні (постійні) ділянки. У важких ланцюгах антитіл різних класів зустрічаються ділянки (3 або 4), амінокислотна послідовність яких завжди залишається стабільною. Саме будова константних областей важного ланцюга і визначає належність молекули антитіла до певного класу імуноглобулінів.

	F- ab фрагмент (NH2- кінцева ділянка легкого і важкого ланцюга, варіабельні області обох ланцюгів, місце приєднання антигену), паратоп, активний центр антитіла
Легкий ланцюг
Шарнірна ділянка
Важкий ланцюг
F- c фрагмент (СООН - кінцеві ділянки важких ланцюгів, місце приєднання АТ до цитоплазматичних мембран клітин макроорганізму)

3. шарнірна ділянка міститься тільки у важких ланцюгах і відрізняється високим вмістом амінокислоти проліну. Дана амінокислота порушую регулярну структуру ланцюга, і забезпечує мобільність молекули антитіла. Зміни положення шарнірної ділянки дозволяють змінити положення активного центру антитіла.

З F-ab фрагментом (паратопом, ідіотопом) взаємодіє та частина антигену, яка називається антигенною детермінантою або епітопом. Якщо ця частина молекули АГ структурно відповідає будові гіперваріабельних областей (комплементарна паратопу) чужорідна речовина надійно утримується антитілом.

Паратоп АТ може звязуватись з АГ з різною силою. Міцність комплексу АГ-АТ визначається термінами афінність та авидність (висока або низька).

Афінність (від лат. – родич) – це інтенсивність взаємодії з одної антигенною детермінантою. В реальних умовах існують полівалентні АГ, які мають не один, а декілька епітопів. Тому реальний зв’язок між найчастіше позначають терміном а відність (від лат. – жадібний).

АТ звязується з АГ
Природна зустріч АГ з АТ		Штучна зустріч АГ з АТ (введення сироватки інших тварин в макроорганізм з метою профілактики або лікування)
Міцність зв’язування для конкретного АТ в макроорганізмі
Афінність (висока або низька)		Авідність (висока або низька)

Афінність і авідність визначаються площиною контакта між АТ та АГ в гіперваріабельній області, розподілом заряджених і гідрофобних груп, міжмолекулярними відстанями в місці контакту. Для авідності важливим моментом є гетерогенність антитіл в складі лікувальної сироватки.

ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИТІЛ РІЗНИХ КЛАСІВ

Встановлено, що в організмі ссавців існують антитіла, у яких зустрічаються важкі ланцюги 5 типів (5 класів АТ). В залежності від своїх біологічних особливостей, антитіла кожного класу мають певну будову, кількість варіантів (підкласів тощо), термін існування в організмі, швидкість синтезу В-лімфоцитами та багато інших характеристик (табл. 1).

Іg G здатні долати плацентарний бар’єр, домінують в рідинах організму, нейтралізують бактеріальні токсини, зв’язують мікроорганізми, активують білки системи комплементу, приєднуються до мкрофагів та поліморфно ядерних гранулоцитів.

Іg А у вигляді димерів містяться, переважно в секретах, молозиві, слині, сльозах, виділеннях потових залоз, в крові – це мономери. Захищає слизові оболонки від збудників інфекцій, нейтралізує віруси, здатні зв’язатись з нейтрофілами і активувати альтернативний шлях роботи системи комплементу.

Іg М є пентаметром, але всі 10 паратопів задіяні у зв’язуванні з антигеном тільки у випадку появи в організми кон’югованих АГ (10 паратопів зв’язуються з їх гаптенами). В зв’язуванні повноцінних АГ, що мають значний розмір та епітопи різних форм, приймають участь найчастіше тільки 5 паратопів Іg М. В розчині пентамерні молекули мають форму зірки, але при зв’язуванні з поверхневими антигенами мікробів молекула приймає крабовидну форму. Є рецептором неактивованих В-лімфоцитів, з’являється в ранніх фазах при відповіді на інфекцію, блокує розвиток бактерій в крові, аглютинує антигени, запускає класичний шлях роботи системи комплементу.

Іg D в якості рецепторів для зв’язування з АГ міститься на поверхні лімфоцитів крові. Ці антитіла мають найдовшу шарнірну ділянку в порівнянні з іншими классами імуноглобулынів.

Табл. 1 Фізичні властивості основних класів імуноглобулінів

Іg Е синтезує незначна кількість плазмоцитів. Захищає слизові оболонки, зв’язується з тими антигенами, на які не «реагував» Іg А, індукує запальну реакцію, стимулює еозинофіли і захищає організм від інвазій, забезпечує прояви алергії внаслідок зв’язку з опасистими клітинами та вивільнення з них в середовище організму активних амінів, гормонів тощо.

Таким чином, Іg М та Іg D знаходяться на цитоплазматичній мембрані неактивованого (первинного) імуноцита, і тому є р ецепторами В-лімфоцитів, що першими взаємодіють з АГ.

Після активації АГ у плазматичних клітин значно збільшується частота мутацій (з десятитисячних долей відсотка до 2-4 %). Мутації найчастіше стосуються генів, що відповідають за синтез імуноглобулінів класу G та А. Мабуть, мутації і є одною з причин, за рахунок яких відбувається переключення синтезу імуноглобулінів.

Табл. 2 Біологічні властивості основних класів імуноглобулінів

Першими у позаклітинний простір починають виділятисьІg М, потім – Іg G або інші, але із збереженням специфічності (рис.). Це означає, що у всіх класів антитіл, виділених клоном плазматичних клітин, паратопи мають однакову будову.

Рис. Виділення антитіл при первинній та вторинній імунній відповіді.

Переключення синтезу з одного класу антитіл на другий відбувається під контролем Т-клітин, а відомі варіанти переключення класів мають такий вигляд:

· одностадійна заміна. Іg М Іg G; Іg М Іg Е; Іg М Іg А.

· багатостадійна заміна. Іg М Іg G Іg Е Іg А.

На поверхні В-лімфоцитів пам’яті, утворених під час розмноження клону, стимульованого АГ, в якості рецепторів містяться Іg G, і саме вони, у величезних кількостях, починаються виділятись під час вторинної імунної відповіді.