Изменения молекул антитела. Конформация иммуноглобулинов

Проблема существования конформационных изменений в молекуле антитела при реакции с антигеном представляет интерес как для биохимиков, изучающих структуру белков, так и для иммунологов. Известно, что есть свойства, общие для всех молекул антител данного класса, например: связывание комплемента, действие на тучные клетки (которое приводит к выбросу из них гистамина), а также стимуляция лимфоцитов с последующей дифференцировкой и синтезом антител либо толерантностью.

За все эти функциональные свойства ответственны определенные участки Fc-фрагмента, однако при физиологических условиях они проявляются лишь после присоединения антигена к молекуле антитела. Механизм этого действия антигена не совсем ясен до сих пор. За последние годы в нескольких лабораториях получены доказательства того, что антиген вызывает конформационные изменения в Fab-фрагменте, которые в свою очередь передаются на Fc-фрагмент, вызывая в нем соответствующие изменения.

Одна группа исследователей указывает на уменьшение объема молекулы антитела после образования специфического комплекса, другие говорят о возможности изменений в структуре Fc-фрагментов как следствии реакции антиген — антитело.

На уменьшение объема молекулы антитела указывают данные, полученные с помощью малоуглового рассеяния рентгеновых лучей в лаборатории Краткого. Этот метод дает ценную информацию об общей форме и объеме макромолекул в растворе, причем получаемые при этом данные совпадают с величинами, определяемыми другим методом, а именно малоугловым рассеянием нейтронов (Cser е. а., 1976).

В одной серии опытов в качестве антигена использовался большой по размерам антиген — производное бета-лактозида (Pilz е. а., 1974). Если около 50% всех активных центров антител были заняты этим антигеном, то радиус гирации и объем молекулы антитела уменьшались на 2—3%. В другой серии опытов (Pilz е. а., 1973) в качестве антигена использовался тетрааланин.

При заполнении на 90% всех активных центров антигеном наблюдались еще большие изменения-молекулы антитела — снижение радиуса гирации на 7,7% и уменьшение объема на 10%.

По-видимому, увеличение компактности антител при связывании антигенной детерминанты является общим свойством иммуноглобулинов, не зависящим от класса. Например, для IgM с антительной активностью к N-(4-нитрофенил)-NН2-капроату обнаружено, что образование специфического иммунного комлекса уменьшает скорость водородно-дейтериевого обмена как цельной молекулы IgM, так и ее Fab-фрагментов (Ashman е. а., 1971а). Это является следствием более плотной упаковки белка под действием лиганда.

За последние годы в нескольких исследованиях был применен относительно новый метод круговой поляризации флуоресценции. Для выявления изменений в спектрах использовали крупные антигены, не содержащие триптофана — РНКаза, полиаланил-полилизинполипептиды и «петлевой» пептид лизоцима (Schlessinger е. а., 1975а, b- Givol е. а., 1974). У всех изученных антител спектры значительно менялись после взаимодействия с соответствующим антигеном, и эти изменения носили очень сходный характер.

Это заставляет думать о том, что наблюдаемый эффект зависит от постоянных областей молекулы. В тех случаях, когда с антигенами взаимодействовали изолированные Fab-фрагменты, изменения в спектрах носили иной характер, так как наблюдались в других участках спектров. Поэтому закономерно предположение, что изменения Fc-фрагментов ответственны за те изменения, которые наблюдались при изучении целых молекул антител и отсутствовали при изучении изолированных Fab-фрагментов.

Источник: http://meduniver.com