Антитела — это иммуноглобулины, специфически реагирующие с антигенами.
Иммуноглобулины являются гликопротеинами, имеющими в своем составе центры специфического связывания антигена. Связывание является нековалентным и основано на принципе комплементарности.
Иммуноглобулины продуцируются плазматическими клетками, представляющими собой конечную стадию созревания В-лимфоцитов. Существуют растворимые формы иммуноглобулинов, которые и называют антителами, и мембранные формы иммуноглобулинов, составляющие основу В-клеточных рецепторов на поверхности В-лимфоцитов.
Любая молекула иммуноглобулина построена из двух типов цепей - тяжелой (Н — High) и легкой (L — Light). Так называемый «мономерный» иммуноглобулин состоит из двух Н-цепей и двух L-цепей, соединенных дисульфидными связями. Разные цепи содержат от 2 до 5 доменов.
Домены иммуноглобулинов:
— состоят примерно из 110 аминокислотных остатков;
— имеют сходную пространственную организацию;
— образуют компактные, относительно изолированные структуры, скрепленные дисульфидной связью;
— обладают автономными функциями.
У млекопитающих имеется пять классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD.
Классы иммуноглобулинов отличаются строением тяжелых цепей. Каждая молекула иммуноглобулина содержит не менее двух идентичных Н-цепей. Тяжелые цепи иммуноглобулинов разных классов состоят из четырех или пяти доменов и обозначаются буквами греческого алфавита соответственно латинской аббревиатуре класса.
IgG — γ-цепи (гамма);
IgA — α-цепи (альфа);
IgM — μ-цепи (мю);
IgE — ε-цепи (эпсилон);
IgD — δ-цепи (дельта).
Иммуноглобулины человека классов IgG и IgA подразделяют на подклассы в соответствии с особенностями строения тяжелой цепи. Среди иммуноглобулинов человека класса IgG различают четыре подкласса: IgG1, IgG2, IgG3, lgG4. Среди иммуноглобулинов класса IgA различают два подкласса: IgA1 и IgA2. Таким образом, у иммуноглобулинов человека существует девять разновидностей тяжелых цепей, определяющих принадлежность иммуноглобулинов к разным классам и подклассам.
Принадлежность антитела (иммуноглобулина) к конкретному классу и подклассу называют изотипом. Изотип обозначается по типу тяжелой цепи. Например, антитела класса IgG1 принадлежат к γ изотипу. Легкие цепи у всех изотипов иммуноглобулинов представлены κ-цепями (каппа) или λ-цепями (лямбда). В составе молекулы иммуноглобулина находится или две κ-цепи, или две λ-цепи. Легкие цепи построены из двух доменов. Соотношение молекул иммуноглобулинов, несущих κ- или λ-цепи, у человека равняется 2:1. У других видов млекопитающих соотношение может быть иным.
Легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов гликозилированы. В их составе обязательно находится два вида доменов — вариабельный (V — variable) и константный (С — constant). Иммуноглобулины, продуцируемые разными клонами плазматических клеток, имеют разные по аминокислотной последовательности вариабельные домены. Константные домены сходны или очень близки для каждого изотипа иммуноглобулина.
В пределах одного изотипа известны также аллотипические варианты, или аллотипы, иммуноглобулинов. Они различаются по 1-2 аминокислотам, характерны для отдельных представителей видов и отражают внутривидовой полиморфизм генов, кодирующих константные домены цепей иммуноглобулинов. Аллотипы кодируются аллельными генами. Как и в случае других отельных систем, организм может быть гомозиготным либо гетерозиготным. Вариабельные домены являются N-концевыми. В составе легкой цепи N-концевой домен является вариабельным (V), C-концевой домен — константным (C). Тяжелые цепи имеют один вариабельный (N-концевой) домен (V) и несколько константных доменов.
В составе тяжелой цепи иммуноглобулинов классов IgG, IgA, IgD имеется три константных домена. Иммуноглобулины классов IgM и IgE содержат четыре константных домена. Их обозначают в направлении от N-концевого домена к С-концу как C1, C2, C3, C4.
Антитела связывают антиген с помощью активного центра. В формировании активного центра участвуют вариабельные домены тяжелой и легкой цепей. Активный центр связывается с эпитопом антигена (антигенной детерминантой). Константные домены обеспечивают так называемые эффекторные свойства антител (связывание с белками системы комплемента, лейкоцитами и др.).
Обработка иммуноглобулинов протеолитическими ферментами приводит к образованию фрагментов молекул, обладающих отдельными свойствами антител. При действии сериновой протеиназы папаша молекулы иммуноглобулинов расщепляются с образованием двух Fab-фрагментов (Fragment antigen binding) и одного Fc-фрагмента (Fragment cristalizable). В состав первого фрагмента входит вся легкая цепь и первые два домена тяжелой цепи (V и C1). Fc-фрагмент включает остальные С-домены двух тяжелых цепей. Каждый Fab-фрагмент обладает способностью связывать антиген (рис.).
Пепсин расщепляет молекулу иммуноглобулина с образованием F(ab’)-фрагмента и Fc'-фрагмента. При расщеплении сохраняются дисульфидные связи, связывающие два Fab'-фрагмента. Вследствие этого в составе F(ab')-фрагмента сохраняется два активных центра антитела. Пепсиновый Fc'-фрагмент короче папаинового Fc-фрагмента.
изотипу.
), C-концевой домен — константным (C
) и несколько константных доменов.
-фрагмента и Fc'-фрагмента. При расщеплении сохраняются дисульфидные связи, связывающие два Fab'-фрагмента. Вследствие этого в составе F(ab')
-фрагмента сохраняется два активных центра антитела. Пепсиновый Fc'-фрагмент короче папаинового Fc-фрагмента.
