Биохимические свойства иммуноглобулинов

Известно два типа лёгких цепей иммуноглобулинов — k (каппа) и l (ламбда). Соотношение количеств k и l — видоспецифичный и строго стабильный генетический признак: у человека оно равно 2:1, у мыши — 20:1, у кошки — 1:20. Отклонение от этого соотношения у отдельных особей имеет диагностическое значение, так как является скорее всего признаком опухолевого процесса — B–лейкоза. Функциональных различий между иммуноглобулинами с лёгкими k–цепями или с лёгкими l–цепями до сих пор никто не выявил.

Классы иммуноглобулинов различаются между собой по тяжёлым цепям. Тяжёлые цепи обозначают греческими буквами соответственно латинской аббревиатуре класса: для IgM — m, для IgG — g, для IgA — a, для IgE — e, для IgD — d (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Строение иммуноглобулинов пяти разных классов (схема). 1 — углеводные компоненты молекул иммуноглобулинов; 2 — J–цепь (от joint) — полипептидная цепь, связующая IgM в пентамер, a IgA в димер. IgA при секреции сквозь слизистые оболочки формирует димерный комплекс; IgM в крови формирует пентамерный комплекс.

Лёгкие цепи примыкают к N–концу тяжёлых цепей. C–конец тяжёлых цепей формирует Fc–фрагмент молекулы иммуноглобулина.

Вторично регулярная структура полипептидных цепей представлена доменами. Домен составляют 110 остатков АК. Каждая L–цепь состоит из двух доменов — V_L и C_L. H–цепи молекул IgG, IgD и IgA состоят каждая из 4 доменов V_H и С_H1, С_H2, С_H3. H–цепи молекул IgM и IgE имеют по «лишнему» 5-му домену. По первичной структуре C–домены похожи. Это указывает на то, что кодирующие их структурные гены когда-то произошли путём дупликаций из общего предкового гена. По данным электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа кристаллов иммуноглобулинов, цепи сплетены в «косичку». Угол между двумя симметричными антигенсвязывающими центрами молекулы подвижен в диапазоне от 0 до 100° и больше. Антигенсвязывающие участки молекулы способны к ротационному движению. Все это вместе облегчает возможность связывания Аг обоими активными центрами одновременно. Это существенно: опыт показывает, что в природе устроено так, что «достойный» иммунный ответ развивается лишь в тех случаях, когда (и если) Аг «сшивает» несколько антигенраспознающих Рц на поверхности лимфоцита.

IgM и IgA формируют полимерные структуры: IgM из 5 «рогаток» формирует пентамер, находящийся в растворе в крови; IgA из двух «рогаток» формирует димер, но не в крови, а в составе экзосекретов на слизистых оболочках. Для полимеризации IgM и IgA включают в свой состав дополнительную полипептидную цепочку с молекулярной массой 15 тыс., называемую J–цепью (joint — связь). Эта J–цепь связывает терминальные цистеины на C–концах соответственно тяжёлых m- и a–цепей IgM и IgA.

Секреция IgA через слизистые оболочки наружу происходит в процессе так называемого трансцитоза через клетки эпителия слизистых оболочек. Изотип IgA синтезируется главным образом B–лимфоцитами неинкапсулированной лимфоидной ткани слизистых оболочек ЖКТ, дыхательных путей, мочеполовых путей, слёзных, слюнных и молочных желёз. Димер IgA диффундирует сквозь базальную мембрану слизистых оболочек. На базолатеральной поверхности эпителиальных клеток слизистых оболочек экспрессированы особые Рц для молекул иммуноглобулинов, так называемые поли–Ig–Рц. Эти Рц сорбируют димеры IgA, после чего происходят эндоцитоз комплексов поли–Ig– Рц — димер IgA, трансцитоз внутри эпителиальной клетки в виде особой везикулы и экскреция этого комплекса наружу в состав слизи. При экскреции от поли–Ig–Рц отщепляется небольшой фрагмент. Бoльшая его часть остаётся в связи с димером IgA, её называют секреторным компонентом.