Методы разделения иммуноглобулинов
Д (7,5 - 12,0%). В молекулах IgG
содержится около 2,9% углеводов. В составе иммуноглобулинов обнаружены
манноза, галактоза, галактозамин, глюкозамин, фукоза и сиаловая кислота.
Изучение углеводных групп представляет большой интерес, обусловленный
их участием в самосборке молекулы иммуноглобулина М из полимеризующихся
субъединиц ( Каверзнева и др., 1975; Лапук и др., 1975; Хургин и др.,
1975; Каверзнева , 1981; Каверзнева , Чухрова, 1984; Каверзнева, 1984).
Предполагается, что включение глюкозомина и маннозы на раннем этапе
сборки в тяжелую цепь молекул иммуноглобулинов способствует
конформационным изменениям, облегчающим замыкание S-S- связей. Эти углеводы
играют определенную роль при секреции иммуноглобулинов из продуцируемых
клеток (Сидорова, 1971).
Электрофоретические свойства. Иммуноглобулины - наименее заряженные
белки сыворотки крови и обладают малой электрофоретической подвижностью. В
электрическом поле при щелочных значениях среды иммуноглобулины G и его
подклассы занимают область (- гдобулинов, М и А зону ( - глобулинов.
Антигенные свойства. 1. Молекулы иммуноглобулинов имеют различные
антигенные структуры. Все их антигенные детерминанты кодируются тремя
несцепленными группами аутосомных генов. Одна группа кодирует тяжелую цепь
того или иного класса, другая - легкую k- типа, третья - легкую (-типа.
2. Так как полипептидные цепи состоят из двух различных участков-
вариабельного (V) и постоянного (С), каждая из трех групп генов включает
набор генов вариабельной - V и постоянной областей -С-гены. Таким образом,
синтез каждой полипептидной цепи молекулы иммуноглобулина контролируется
двумя структурными генами, а не одним, как при синтезе других белков.
Один ген кодирует вариабельную область цепи, другой- постоянную. Этот факт
дополняет существующее правило "один ген - одна полипептидная цепь"
(Фуденберг и др., 1975). Причем существуют многие гены для вариабельных
областей полипептидной цепи, что связано с многообразием специфических
активных центров.
3. Выяснилось, что V-гены тесно сцеплены c С-генами и располагаются
не только на одной хромосоме», но и в непосредственной близости. Сборка
целой молекулы иммуноглобулина происходит из двух тяжелых и двух легких
цепей ( 2Н2Lк или 2Н2L(), синтезированных по генетическим матрицам,
расположенным в двух разных хромосомах. По некоторым представлениям
(Кульберг, 1985; Петров, 1987), вначале соединяется одна из легкой и
тяжелой цепей, а затем обе части собираются в целую молекулу.
4. Показано, что в одной хромосоме расположены гены, детерминирующие
синтез V- участка тяжелой цепи, а также гены С-участка иммуноглобулинов G,
М, А , т.е. в одной цепочке находятся гены V, С(, С(, С(. Установлено,
чтоVH участок цепи, кодируемый одним геном, может быть обнаружен в составе
IgМ, IgG и IgA, т.е. может быть соединен с постоянными участками тяжелых
цепей разных классов - С(, С(, С(. Вопрос о выборе клеткой V- или С- гена
при синтезе иммуноглобулина изучался многими авторами.(Незлин, 1972, Рохлин
, 1976, Петров, 1982, 1987).
Каждая индивидуальная клетка вырабатывает антитела только одной
специфичности по правилу "одна клетка " одно антитело" (Петров , 1987). Это
означает, что в клетке активно функционируют только один вариант гена VH,
один - гена СH и по одному соответствующему гену одной из легких цепей. Все
остальные структурные гены выключены. В каждой отдельно взятой антитело-
образующей клетке из всего множества структурных генов иммуноглобулинов
функционирует их минимальное количество, необходимое для синтеза антител
одной специфичности и одного типа. Таким образом, в основе многообразия
специфичности антител лежит функционирование в лимфоидной системе большого
количества клеток и их потомков -клонов клеток- продуцентов одного вида
антител. Следовательно, количество специфичностей антител соответствует
количеству клонов клеток- антителопродуцентов, различающихся генами,
функционирующими в них.
Установлено, что V-ген данной специфичности способен поо^ чередно
ассоциировать с генами, кодирующими С(, С(, С(, т.е.антителообразующие
клетки способны переключать синтез иммуноглобулина М на IgG и на IgA, не
изменяя антительной специфичности. Таким образом, антитела против альбумина
быка могут находиться как во фракции IgG, так и во фракциях:
иммуноглобулинов М и А.
КЛАССЫ И ПОДКЛАССЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ
Как уже указывалось, иммуноглобулины имеют общие характерные свойства.
Однако их отдельные классы и подклассы отличаются первичной структурой,
антигенными и физико-химическими свойствами и биологической активностью.
а) Иммуноглобулины класса G. IgG представляет собой наиболее изученное
антитело, в большом количестве присутствующее в сыворотках крови всех
млекопитающих и птиц. IgG составляет около 70-80% от общего содержания
иммуноглобулинов. Молекулярная масса - 150 000 - 160 000 (Незлин, 1972).
Молекула иммуноглобулина G- построена из двух тяжелых и двух легких
полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями. Характерны
тяжелые полипептидные цепи. IgG человека существует в виде 4 подклассов
(G1, G2, G3, G4, отличающихся строением постоянных участков тяжелых цепей,
а следовательно, и антигенными и биологическими свойствами (Незлин, 1972,
Герман и др., 1977, Басова, Стефани, 1977). Подклассы различаются 2
количеством дисульфидных связей, соединяющих тяжелые цепи: в молекулах G1 и
G4 их по 2, в G2, - 4, а в G3, -5. IgG1 составляет 70% от общего содержания
IgG, а IgG2, IgG3, IgG1 18, 8 и 3%, соответственно.
У всех изученных видов животных найдены два подкласса IgG: относительно
медленно передвигающиеся в электрическом поле G2 и более подвижные G1. Их
молекулы имеют различные антигенные и биологические свойства, а также
способность к перевариванию протеолитическими ферментами (Незлин, 1972).
Расшифрована первичная структура обеих цепей иммуноглобулина G1
(Edelman, 1973). Тяжелые цепи его состоят из одной вариабельной области -
VH и 3 постоянных участков - Сн1, Сн2 и Сн3. Длину вариабельных областей
составляют 114, а постоянных - 330 аминокислотных остатков, легкие из
областей V1, СL.
С помощью электронной микроскопии (Valentine, Jreen, 1967), выяснено,
что молекула иммуноглобулина G имеет V-образную форму, при этом Fab
фрагменты образуют "лапки" молекулы , а Fc- фрагмент - ее "хвост". Она
имеет два активных центра, находящихся в вариабельной части молекулы, а
именно на кончиках Fab фрагментов.
При электрофорезе в щелочных значениях рН IgG передвигается медленнее
всех сывороточных белков. При иммуноэлектрофорезе он образует вытянутую в
дугу линию преципитации, прокрывающую зону расположения (- глобулинов
(Незлин, 1972). Нативная молекула IgG1 обычно не содержит свободных
сульфгидрильных групп (Троицкий и др., 1965, Cristian, 1965). IgG содержит
около 2,9% углеводов, которые находятся в тяжелых цепях (Незлин , 1968).
У человека только IgG способен проникать через плаценту и попадать в
кровеносную систему плода, обеспечивая тем самым пассивный иммунитет
новорожденных в ранний постнатальный период (Брондэ, Рохлин, 1978).
б) Иммуноглобулины класса М. IgМ - один из высокомолекулярных белков
сыворотки крови и имеет молекулярную массу около 1 млн, константу
седиментации 19 Se. Молекула IgМ состоит из 5 субъединиц, каждая из которых
напоминает молекулу IgG (рис. 2). Субъединица состоит из двух тяжелых и
двух легких цепей с молекулярными массами 23 000 и 60 000 соответственно, (-
цепь состоит из 5 доменов VH, С1(- С4(, легкая - изVL, и СL. Молекула 1IgM
имеет 10 активных центров, расположенных в Fab областях ( Прокопенко, Равич-
Щербо, 1974, Литмен , Гуд, 1981).
IgМ содержит около 10% углеводов., функция которых обусловлена с
образованием макромолекулы IgM из 7 S субъединиц к формированием
пространственной структуры молекулы (Каверзнева, 1984). IgМ по рваному
реагирует на восстановление 2- меркаптоэтанолом: при мягком он распадается
на 5-7 S субъединиц, а при более глубоком на тяжелые и легкие полипептидные
цепи.
Рис. 2. Схема строения молекулы IgМ
( из книги "Иммуноглобулины". -М.: Мир, 1981).
Радиальная упаковка субъедикиц IgМ, на одной из которых расположение
гомологичных областей (доменов) L- (VL .и СL) и H--цепей (VH, С1(, С4().
Показаны наиболее важные продукты ферментативной фрагментации IgМ и
предполагаемое положение J- цепи.
Важнейшее свойство молекулы IgМ, необходимое для ее функционирования -
конформационная подвижность при изменении условий внешней среды (Каюшина и
др., 1985, Свергун и др., 1585). При электрофорезе IgМ передвигается
быстрее иммуноглобулинов класса G во фракции (2- глобулинов. Найдено 2
подкласса IgМ, с различными антигенными свойствами (Гауровец, 1969,
Бернет, 1971, Незлин , 1972, Кульберг , 1975).
Не менее значительно нахождение его на поверхности (-лимфоцитов в
качестве их основных рецепторов (Петров, 1987). IgM обнаружен у всех
исследованных позвоночных (Koshland, 1975). У человека после 45 лет
содержится 1,71 мг/мл IgМ или около 10% от общего количества
иммуноглобулинов (Стефани, Вальтищев, 1977). IgM- антитело первичного
иммунного ответа, так как синтезируется первым после антигенной стимуляции.
Через несколько дней синтез IgМ переключается на I
| | скачать работу |
Методы разделения иммуноглобулинов |