Главная

• Аллергия
• Клиническая иммунология
• Антитела
• Реакция антиген-антитело
• Клетки иммунной системы
• История иммунологии
• Иммунохимия
• Продукты на страже иммунитета
• Вакцины
• Общие и частные проблемы иммунологии
• Основы иммунологии

Биологические или эффекторные функции иммуноглобулинов

Как уже указывалось в начале этой главы, молекулы иммуноглобулинов специфически связывают чужеродные молекулы, обусловливая таким путем их инактивацию и (или) удаление из организма. Доменная гипотеза явилась очень важным этапом в разгадке структурно-функциональных взаимоотношений у иммуноглобулинов. Согласно ей, каждый из возникших независимо доменов должен быть ответствен за ту или иную биологическую активность, и наоборот, определенные биологические или эффекторные функции выполняются лишь одним из доменов. Только немногие свойства молекул антител, если таковые вообще имеются, обусловлены взаимодействием доменов. Сам факт таких взаимодействий стал известен в последние годы, как и очевидное существование передачи сигнала между вариабельными и константными областями. Однако, за немногими исключениями, большинство свойств иммуноглобулиновых молекул все же приписывается тому или иному отдельному домену. Эксперименты, подтверждающие это положение, стали возможными благодаря определенным структурным свойствам иммуноглобулинов, описанным выше. Ряд ферментов расщепляет молекулу иммуноглобулинов на Fab- и Fc-фрагменты, которые в свою очередь можно разделить на составляющие их домены. Как уже говорилось, расщепляя Fab-фрагмент ферментами, можно получить Fv-фрагмент. Изучение последнего позволило сделать вывод, что идиотипия и антигенсвязывающая способность иммуноглобулинов полностью определяются строением вариабельных доменов.

Все эти свойства зависят в основном от четвертичной структуры молекулы, и даже очень незначительные изменения, вызываемые нагреванием, могут нарушать основные биологические функции. Роль углеводов в молекулах иммуноглобулинов полностью еще не выяснена. Это относится, в частности, и к их возможному участию в метаболической деградации иммуноглобулинов. В настоящее время появилась хорошая возможность вновь изучить этот давно назревший вопрос, поскольку известны вещества, с помощью которых можно подавить образование углеводов (например, туникамицин) или же удалить углеводный компонент (например, трифторметансульфокислоту).

Как правило, в ответ на определенный антигенный стимул иммунная система образует антитела всех классов и подклассов. Крайне трудно понять точный биологический смысл столь огромного разнообразия антител. При изучении этого вопроса антитела обычно фракционируют вначале по их способности реагировать с антигеном, а затем полученные фракции разделяют на различные классы и подклассы. Разумеется, подобное фракционирование очень искусственно, так как гетерогенность вариабельных областей делает невозможным точное сравнение, для которого необходимо иметь молекулы с одной вариабельной, но разными константными областями. Однако недавно были сделаны два существенных достижения, позволившие экспериментально подойти к решению этого вопроса. Во-первых, появилась возможность осуществить переключение синтеза одного класса гибридомных антител на другой. При этом вначале индуцируют моноклональное антитело к определенному антигену, а затем в культуре клеток отбирают варианты гибридом, переключившихся с синтеза одного класса на другой. Таким путем в принципе можно получить моноклональные антитела, вариабельные области которых идентичны, а константные выполняют самые разные эффекторные функции. Подробное физико-химическое и биологическое изучение таких молекул должно дать важные данные о роли константных областей. Еще более многообещающим должно быть использование технологии рекомбинантных ДНК, с помощью которой можно сконструировать молекулы иммуноглобулинов, отдельные домены которых будут взяты от молекул разных классов. Например, из молекул IgG2a и IgG2b, возможно, удастся получить молекулу с замененным С_HЗ-доменом и затем исследовать физико-химические и биологические свойства такой «рекомбинантной» молекулы. Этот метод может оказаться особенно полезным для выяснения роли шарнирной области, которая, как говорилось, является исключительно вариабельной не только у классов и подклассов иммуноглобулинов одного вида, но и у классов иммуноглобулинов разных видов. Влияние шарнирной области на биологические свойства двух С-концевых доменов иммуноглобулинов хорошо видно на примере IgG4 человека. Белки этого подкласса иммуноглобулинов, как показано многочисленными экспериментами, не связывают C1q и поэтому не могут инициировать активацию комплемента по классическому пути. Одинаковые результаты были получены как с очищенными миеломными IgG4 человека в нативном виде, так и с препаратами, агрегированными различными способами. Однако изолированные Fc-фрагменты из этих же молекул оказались способными активировать комплемент по классическому пути. Очевидно, что не существует каких-либо структурных дефектов в С_H2- или С_HЗ-доменах молекул IgG4 (известно, что C1q связывается с С_H2-доменом). Скорее всего, у этих белков Fab- субъединицы расположены из-за особого строения шарнирной области таким образом, что прикрывают участки С_H2-доменов, ответственные за комплексирование с C1q. Сейчас уже получено много экспериментальных данных в пользу изложенной гипотезы. Поэтому недостаточно лишь изучить биологические свойства молекул миеломных белков или неспецифических иммуноглобулинов. Значительно важнее это же проделать на антителах после их реакции с антигеном. Ведь вполне возможно, что IgG4-антитела после связывания антигена приобретают способность к фиксации комплемента точно так же, как и антитела подклассов IgG1, 2 и 3.

Физические, химические и биологические свойства классов иммуноглобулинов человека

Биологические свойства подклассов иммуноглобулинов человека

В таблицах приведены биологические свойства иммуноглобулинов человека. Как правило, свойства, которыми обладает данный класс одного вида, имеются у того же класса и других видов. В отношении подклассов такой закономерности не наблюдается, хотя определенный параллелизм существует и в этом случае. Но поскольку номенклатура подклассов у различных видов была установлена без учета их биологических свойств, то прямого соответствия не наблюдается. Например, у человека антитела к углеводным антигенам часто относятся к IgG2, тогда как у мышей такие же антитела принадлежат к IgG3.