Иммуноглобулиндердің химиялық құрылысы

Иммунохимияның басты проблемалаларының бірі –ол Іg құрылысы, белсенділігі, арнайылығы және физиология жағдайында биологиялық жұмыс істеу механизмінің арасындағы байланысты белгілеу. Бұл сұрақтың кейбір эксперименталды шешулері химиялық тәсілдермен жасалған.

60-70 жылдары В.Портер мен Д.Эдельманның жұмыстарында антидене молекуларының құрылысы мен иммуноглобулиндердің негізгі фрагменттерінің рөлі толық шешілген; антиденелердің белсенді орталығының құрылысы мен орналасуы және әр кластағы иммуноглобулиндердің химиялық құрылысы мен айырмашылықтары көрсетілген үшін В.Портер мен Д.Эдельман 1972 жылы Нобель сыйлығына ие болған. Бұл аумақтағы жұмыстар 1980 жылдарда да белсенді жетілген: П.Берг, У.Гильберт, Ф.Сегнер жұмыстарында иммуноглобулиндердің түзілуін бақылаушы гендердің құрылымы белгілі болған. Молекулалық биологияның бұл аймағындағы жетімтігі де Нобель сыйлығына ие болған.

Қазіргі жағдайда, барлық ашпиденелер нәруыз болып табыла-тыны көпшілікке белгілі. Сонымен қатар, олар иммуноглобулин-дерге жататын арнайы юруыздар болып табылады. Адамда иммуноглобулиндердің 5 негізгі кластары бар: G, М, А, D, Е. Бұл иммуноглобулиндер кластарыньщ әр қайсысы өзіндік құрылысты болады және белгілі бір жұмыс атқарады. Олардың барлығы екі түр-лі полипептидті тізбекті жинақталған агрегаттардан тұрады, оның бір тізбегі — "жеңіл", екіншісі "ауыр" деп аталып, Н және L әріптер-мен белгіленеді (ағылшынның "һеаvу" мен light" сөздерінен). Н және L тізбектері бөлек синтезделінеді, ал Іg молекуласының жасалуы Гольджи комшіексінде жүзеге асады.

Барлық иммуноглобулин кластары ішінде жеңіл тізбектердщ құрьшысы ұқсас болады. Кластардың айырмашылықгары ауыр тізбектердің құрылысына байланысты болады.

Иммуноглобулиндер құрылысын мономерлі иммуноглобуяин G, мысалында қарастыруға болады (4 сур.)-

Иммуноглобулин G, молекуласы 4 полипептидтік: 2 ауыр және 2 жеңіл тізбектерден тұрады. Әр жеңіл тізбек ауыр тізбекке дисульфидтік байланыспен (8-8) қосылған. Осындай екі байланыспен екі ауыр тізбекте бір-бірімен қосылған,

Молекула қурылысында екі бірдей белсенді орта-пығы бар, бі-рақ кеңістікте бөлініп кеткен. Осындай екі антигенбайланысты-руиіы орталықхар иммуноглобулин молекуласына бір уақытта екі бірдей антигеңдерді байланыстыруға қабілет береді.

Барлық иммуноглобулиндер түрлерінің жеңіл тізбексгері екі доменнен тұрацы, ал ауыр тізбегі - төрт немесе бес доменнен тұрады; ол иммуноглобулин класына байланысты.

Домен - бүл 110-120 амин цышцылътан түратын тізбек аумаш. Барлық домендер ұқсас құрьшымды, олар ішкі дисульфидтік байла-ныс арқылы тұрақтанады. Ауыр және жеңіл тізбектердің N-ұштыц домендері вариабелді деп аталады және VVL, ҮL деп белгіленеді, олардьщ аминқышқылдық құрылымы иммуноглобулиндердің әр түрлі антигендік ерекшелігіне байланысты болады. Антигендік детерминантаны (гаптенді) байланыстырушы белсенді орталықіар жеңіл жэне аумр тізбектердің вариабелді аймақтарынан тұрады (У_н және У-домендері).

4-ші сурет. Иммуноглобулин С молекуласының құрылысы

Антигендермен тікелей байланысатын - ол V-доменңің гипервариабельді аймағының амин қышқьшдары. Белсенді орталыгындагы ауыр және жеңіл тізбектерінің өзгермелі аймацтары араларының түрі белгілі гаптендік тобына сай болады.

Қалған домендер иммуноглобулиндер класьша сай шектеулі тұрақты құрылымнан іұрады және С-домен деп белгіленеді (соп-8іап1: сөзінен). Жеңіл тізбектегі С-домен С_ь деп белгіленеді, Н-тізбектегі С-домендер СН₁, СН₂ жэне СН₃ деп белгіленеді.

Протеолитикалық (ерігіш) ферменттер әсерінен иммуноглобулин молекуласы 2ҒаЬ жэне Ғс фрагменттеріне бөлінеді. Белсенді орталығы бар фрагментгері ҒаЬ-үзіндісі (ҒаЬ₁ ҒаЬ₂) деп аталады. Ғаb-Ғragment antigen binding — антигенбайяаныстырушы фрагментінің құрамына УН, СН, ҮЬ, СЬ домендері кіреді.

Тұрақты домендерден тұратын 2 ауыр тізбек (СН₂ жэне СН₃) Ғс-фрагмешп деп аталады. Ғb жэне Ғс фрагментгердің арасын-дағы аумақ шарнирлі деп аталады, себебі ол антиген байланысу кезінде, сонымен қатар, рН өзгеруі және Ғаb-үзіндісінің иондық

күші ортасында Ғс-узіндісінен өтетін өсіне қарағанда 90 градусқа айналады.

Ғаb және Ғс-фрагменттердің қызметтері

Ғаb-фрагменттің негізгі қызметі-антигенді байланыстыру,

себебі оның құрамына Іg молекуласының белсенді антиген-байланыстырушы орталық кіреді, ол жеңіл және ауыр тізбекті V және V домендерінен қүралған.

Ғс-фрагменттің ңызметтері:

1. Иммуногпобулиндердің әртүрлі кластары Ғс~үзіндісінің қүрамы бойьшша ерекшелінеді. Бүл ерекшеліктері Ғс-үзіндісіне кіретін СН-домендерінің санына, сонымен қатар, аминдық қышқьлдарының қүрамына байланысты болады (қосьшша домендер болуы мүмкін, мысалы СН₄ - І&М жэне І&Е). Ғс-үзіндідегі құрылыс ерекшелігіне байлаиысты иммуноглобулиндер кластары қызме- тіне қарай да ерекшелінеді.

2. Ғс-үзіндісініц көмегімен шшуноглобулиндер молекулаларының полимерленуі өтеді (мысалы, секреторлы ІgА димер және тример іүзеді, ІgМ - пентамер). Иммуноглобулиндердің полимерлер қү-руы 5 суретте көрсетілген.

3. ІgМ, ІgG1, ІgG3 Ғс-үзінділерінде шарнирлі аумақ арқылы антиген байланысуы кезінде құрылымдық өзгеріс өтеді, бүл кезде СН₂-домен аймағында комплемент жүйесінің бірінші компонентін байланыстыратын белсенді аймағы қалыптасады, сондықтан иммуноглобулиндердің бүл классикалық комплементп жүйесін классикалық жолмен белсендіреді.

4. Ғс-фрагменті көмегімен В-лимфоциттердіц плазмалық мембранасына иммуноглобулин молекуласы тіркеледі де,антигентанушы рецптор қызметін атқарады.

5. Организмнің көптеген жасушалар бетінде әртүрлі Іg класына арналтын Ғс-рецепторлары бар. Егер ол рецепторларға сай келетін Іg немесе құрамында І£ бар иммундық комплекс тіркелсе,онда сол рецепторлар арқылы берілген жасушалардың жұмысының беленуі немесе басылуы жүреді. Мысалы:

• Плацента трофобласттарында тек ІgG -ға арналған Ғс-рецепторлары бар. Ол рецепторларға тіркеліп, ІgО белсенді тасымалдану әдісімен плацента арқылы анадан ұыққа трансплацентарлы түрінде беріледі және нәрестенің пассивтік

иммунитетін қамтамасыздандырады. Плацентада бұл иммуно-глобупиннен басқа кластарьша рецепторлар жоқ, сондьщтан пла-цента арқылы басқа иммуноглобулиндер өте алмайды.

5-ші сурет. Әр иммуноглобулин кластарының қурылысы бойынша ерекшеліктері

• Макрофаг пен нейтрофилдер бетінде ІgG-ға арналған Ғс-рецеиторлары бар.Егер бүл рецепторға бос жүрген ІgО бар иммунды комплекс тіркелсе, онда макрофаг пен нейтрофил қызметі белсенеді, яғни фагоцитоз күшпейеді.

• Мес жасушалар мен базофилдер бетінде ІgЕ-ге арналған Ғс-рецепторлары бар. Цитофилді ІgЕ молекуласы Ғс-фрагменті-мен мес жасушаға және базофилге жабысады. Осы үрдіс атопиялық серпіліс кезіндегі организмнің сезімталдану негізінде жатады. Нысана-жасушаларға жабысқан ІgЕ аллергенмен Ғаd-фрагмент

арқылы байланысқанда, ІgЕ энергиялық және структуралық өзгерістерге ұшырап, Ғс-рецептор арқылы мес жасушаларды және базофилдерді белсендіріп, олардың дегрануляциясьш шақырады. Бұл кезде жасушалардың түйіршектерінеи биологаялық активті заттар (тастамин, брадикинин, т.б.) бөлініп, айналадағы жасаушаларға эсерін көрсетіп, өзіндік аллергаялық серпілісті шақырады.