Методы разделения иммуноглобулинов

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: сочинение почему, диплом о высшем образовании
| Добавил(а) на сайт: Gribkov.

L- цепи разделены на две гомологичные области VI. (вариабельная) и СL
(константная). Утолщенные линии Н-цепей соответствуют шарнирному участку.
Показаны 4 гомологичные области Н-цепей (VF, С1Н, С2Н, С3Н), внутри - и межцепочные дисульфидные связи, N- концевые участки обоих цепей и основные фрагменты (FAB, FAB' и Fc).

В состав молекул некоторых классов иммуноглобулинов входят дополнительно полипептидные цепи. В молекуле сывороточного и секреторного иммуноглобулина
А она названа J- цепочкой. (НАLPERN, KOSHLAND, 1970). Выяснено, что аналогичные полипептиды содержатся также и в молекулах иммуноглобулина М
(Меstresky et al., 1971). J-цепочки иммуноглобулинов М и А имеют одинаковые молекулярную массу, электрофоретическую подвижность, антигенную специфичность и аминокислотный состав (Меtresky et al, 1971; Моrrison,
Коshland, 1972). В полимерных молекулах иммуноглобулинов различных видов животных также содержится полипептид, аналогичный полипептиду J- цепочки иммуноглобулинов человека (Kobajashi et al, 1973).

Молекулярная масса J- цепи колеблется от 14 000- 27000. Такое расхождение объясняется, по-видимому, склонностью J цепей образовать димеры
(Коshland, 1975). Содержание углеводов в них около 7,5 моль %. Определен аминокислотный состав J- цепей выделенных из IgA и IgМ человека, а также животных. Изолированные цепи отличаются высоким содержанием аспарагиновой, глутаминовой кислот и цистеина и почти полным отсутствием трипто-фана
(Morrison, Коshland, 1972; Zikand 1972; Kehoe et al, 1972; Mestesky et al
1975).

Предполагается, что J цепи необходимы для присоединения секреторного компонента к IgA и облегчают димеризацию IgA b и полимеризацию IgМ. По мнению Л.В.Часовниковой и др. (1983), большая информационная стабильность молекул IgA, по сравнению с IgM обусловлена наличием J- цепи, объединяющей молекулу IgA в димерную форму.

В состав секреторного IgА входит еще один полипептид, названный секреторным компонентом (Brandtzaeg, 1968, 1974; Fomasi et al, 1968).
Секреторный компонент обнаружен у всех видов сельскохозяйственных животных, коров (Mashetal, 19б9; Butler et al, 1972); свиней (Bourle,
1969); кроликов (Halperl, Koshland, 1970); овец и коз (Pahud Mach, 1970); лошадей (Pahud Mach, 1972). Он существует как в связанном с секреторным IgA
- (сСК), так и в свободном виде - (нСК). Молекулярная масса связанного и свободного секторного компонентов у человека колеблется от 50 000 до 90
000, у овец, коз и лошадей молекулярная масса нСК 80 000- 85 000 (Pahud
Mach, 1970, 1972). Содержание углеводов - 15,9 - 22,8%. Определен также аминокислотный состав свободного секреторного компонента у человека, крупного рогатого скота и собаки (O’Daily, Cerba, 1971; Fomasi, Jrey, 1972;
Mestesky, 1972; Fhopson et al, 1975).

Секреторный компонент связан о шарнирной областью молекулы IgА в зоне расположения углеводов (Winkelhanke, 1979). Полагают, что его функция заключается в защите секреторного IgА от воздействия протеолитических ферментов, что очень важно (Стефани, 1973; Чернохвостова, 1974).

Активные центры - участки молекул, от которых зависит способность антител специфически связываться с антигеном. Обычно они занимают небольшой участок (приблизительно 2% от всей поверхности целой молекулы антитела), который , находясь в Fab- фрагментах, придает молекуле иммуноглобулина уникальные изменчивость и специфичность (Носсел, 1973).

Известно, что в построении активного центра участвуют только гипервариабельные участки как тяжелых, так и легких цепей Fab-фрагмента
(Poljak et al, 1973, Padlan et al, 1973; Leslie et al, 1973). При этом основная роль принадлежит тяжелым цепям, а легкие участвуют в пространственной организаций тяжелых, препятствуя их агрегации.

Углеводные компоненты. Все классы иммуноглобулинов отличаются друг от друга количественным содержанием углеводного компонента. Наиболее богаты углеводами иммуноглобулины М, А, Е и 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).