Полный антиген имеет следующее строение

Полный антиген имеет следующее строение

Антитела связываются не со всей поверхностью антигена, а с определенным небольшим участком, который называется антигенной детерминантой или эпитопом. В белковой молекуле величина антигенной детерминанты соответствует последовательности из 6-8 аминокислот. Специфичность антигенной детерминанты зависит от величины молекул, входящих в ее состав, их пространственного расположения и распределения положительных и отрицательных зарядов на поверхности антигенной детерминанты.

У антигенов белковой природы антигенные детерминанты состоят, преимущественно, из гидрофильных аминокислот и образуют на поверхности белковой глобулы выступы или петли, причем на одной молекуле антигена может находиться от нескольких до нескольких сотен антигенных детерминант, имеющих различную специфичность. Количество антигенных детерминант, приходящихся на одну молекулу антигена определяет валентность антигена. Например, молекула яичного альбумина имеет 5 антигенных детерминант (валентность равна 5); молекула дифтерийного токсина – 8 детерминант (валентность=8), валентность молекулы тиреоглобулина равна 40 и т.д.

Типы антигенной специфичности.

  1. Видовая специфичность – обусловлена совокупностью антигенов, одинаковых у всех особей данного вида.

  2. Групповая специфичность – обусловливает антигенные различия особей внутри вида; например, по антигенным группам крови.

  3. Типовая специфичность – понятие, имеющее отношение, в основном, к микроорганизмам. Например, пневмококки по специфичности

полисахаридных антигенов делятся на типы 1,2,3,4 и т.д.

  1. Гетероспецифичность (перекрестная) – наличие общих антигенов у представителей различных видов. Например, эритроциты кур, лошадей, собак, кошек, мышей имеют общий антиген (Форсмана), который отсутствует у человека. Белки разных видов животных, выполняющих в организме одинаковую функцию, например, альбумины крови, имеют антигенное сходство. У некоторых микроорганизмов, например у стрептококка, имеются антигены, сходные с антигенами человека.

  2. Патологическая специфичность – измененная под воздействием различных факторов специфичность собственных тканевых антигенов (например, в результате ожога, переохлаждения, воздействия излучений)

Лекция 2 Антитела

Антителами называются белковые молекулы, способные к специфическому связыванию с антигенными детерминантами. Антитела относятся к гамма-глобулинам. Другое название антител – иммуноглобулины.

Строение молекул антител было определено в конце 50-х годов 20 в. в работах Р.Портера и Эдельмана.

У млекопитающих существует 5 классов иммуноглобулинов, различающихся по своему строению и некоторым свойствам: IgG,IgM,IgA,IgE,IgD.

Строение иммуноглобулинов.

Наиболее «типичное» строение имеют IgG. Молекула состоит из 4 белковых цепей: двух легких (L) и двух тяжелых (H), которые соединены между собой дисульфидными связями. Центр связывания с антигенной детерминантой называется активным центром антитела. Он образованN-концевыми участками тяжелой и легкой цепей. Участок тяжелых цепей, расположенный вблизи дисульфидных связей, называется шарнирной областью. Р.Портеру с помощью фермента папаина удалось расщепить молекулуIgGвыше шарнирной области. В результате образовывалось 3 фрагмента: 2 из них содержали легкую цепь и часть тяжелой цепи, а также активный центр антитела (Fab-фрагменты); третий фрагмент состоял только из тяжелой цепи (Fc-фрагмент). Таким образом было показано, что молекулаIgGимеет 2 активных центра, т.е. является двухвалентной (может связывать 2 молекулы антигена). Благодаря подвижной шарнирной областиFab-фрагменты могут изменять взаимное расположение в пространстве.

Аминокислотная последовательность в легкой и тяжелой цепях делятся на константный (постоянный) и вариабельный участки. Вариабельные участки находятся на N-концах легких и тяжелых цепей (VLиVH). Константные участки последовательности находятся на С-концах цепей (СLи СH). В легких и тяжелых цепях аминокислотные последовательности образуют несколько глобулярных структур, которые называются доменами. Конформация домена поддерживается дисульфидной связью.

Активный центр антитела образуется вариабельными доменами легкой и тяжелой цепей и представляет собой полость (паратоп), имеющую определенную конфигурацию и распределение электрических зарядов на своей поверхности. Размер, форма и распределение зарядов в активном центре определяет его специфичность, т.е. способность связываться с определенной антигенной детерминантой (эпитопом), имеющей комплементарную структуру. Антигенные детерминанты представляют собой участки, выступающие на поверхности молекул антигенов. Поэтому взаимодействие эпитоп-паратоп происходит по принципу «ключ-замок».

Для связывания эпитопа и паратопа требуется взаимное притяжение атомных групп на участках молекул антигена и антитела, контактирующих друг с другом, благодаря комплементарности. В результате взаимодействия образуются нековалентные связи: водородная связь, электростатическое взаимодействие, Ван-дер-ваальсовы силы, гидрофобное взаимодействие, которые удерживают антигенную детерминанту внутри паратопа.

Прочность связи активного центра антител с антигенной детерминантой характеризуется понятием аффинность. Аффинность – это мера сродства активного центра и антигенной детерминанты.

Конфигурация активного центра зависит от аминокислотных последовательностей вариабельных доменов как легкой, так и тяжелой цепей, поэтому замена даже одной аминокислоты в этой области может привести к изменению специфичности активного центра.

На долю иммуноглобулинов класса IgGприходится 75% от общего количества сывороточных имуноглобулинов.

У человека существует 4 разновидности (подкласса) молекул IgG:IgG1,IgG2,IgG3,IgG4, которые отличаются друг от друга по аминокислотным последовательностям тяжелых цепей в шарнирной области, количеству дисульфтдных связей.IgG1 содержатся в сыворотке крови в наибольшей концентрации,IgG4 – в наименьшей.

Важным свойством IgGявляется их способность проходить через плаценту. Таким образом материнские антитела попадают в организм ребенка и защищают его в первые месяцы жизни от инфекции (естественный пассивный иммунитет).

К классу IgMотносится около 10% общего пула иммуноглобулинов. МолекулаIgMпредставляет собой пентамер, т.е. состоит из 5 одинаковых молекул, сходных по своему строению с молекулойIgG, имеет 10 активных центров. Субъединицы соединены между собой дисульфидными связями. В молекулеIgMимеется дополнительнаяJ-цепь, которая связывает субъединицы. Антитела классаIgMне проходят через плацентарный барьер.

Антитела класса IgА составляют 15-20% от общего содержания иммуноглобулинов. МолекулаIgА состоит из 2-х легких и 2-х тяжелых цепей, имеет 2 активных центра. В сыворотке кровиIgА присутствуют в мономерной форме, тогда как в секретах слизистых оболочекIgА представлены в виде димеров и называются секреторными илиsIgА, имеют 4 активных центра. С-концы тяжелых цепей в молекулеsIgА соединены между собойJ-цепью и белковой молекулой, которая называется секреторный компонент. Секреторный компонент защищаетsIgА от расщепления и инактивации протеолитическими ферментами, которые содержатся в большом количестве в секрете слизистых оболочек. Основная функцияsIgА – защита слизистых оболочек от инфекции.IgА не проникают через плацентарный барьер. Высокая концентрацияsIgА обнаруживается в женском грудном молоке, особенно в первые дни лактации. Они защищают желудочно-кишечный тракт новорожденного от инфекции.

IgD– в основном находятся на мембране В-лимфоцитов. Имеют строение, подобноеIgG, 2 активных центра. Биологическая роль до конца не известна.

IgЕ – концентрация этого класса иммуноглобулинов в сыворотке крови чрезвычайно низкая. МолекулыIgЕ в основном фиксированы на поверхности тучных клеток и базофилов. По своему строениюIgЕ сходен сIgG, имеет 2 активных центра. Предполагается, чтоIgЕ имеет существенное значение в развитии антигельминтозного иммунитета.IgЕ играет главную роль в патогенезе некоторых аллергических заболеваний (бронхиальная астма, сенная лихорадка) и анафилактического шока.



Источник: studfile.net


Добавить комментарий