3. Строение иммуноглобулинов

По своему химическому строению иммуноглобулины – это гликопротеиды. Иммуноглобулины различаются по структуре, антигенному составу и выполняемым функциям. Структуру и строение молекул иммуноглобулинов установили ученые Эдельман и Портер (1959 г.)

По физико-химическим и антигенным свойствам иммуноглобулины делятся на 5 классов, обозначаемых буквами G, M, А, Е, D.

Электронно - микроскопическое исследование показывает что молекула иммуноглобулина имеет форму Y " игрек" с меняющимся углом между верхними отрезками (рис.4)

Молекула состоит из 4-х полипептидных цепей 2-х типов: тяжелых (Неаvy) или Н-цепей с молекулярной массой 50-55000 и легких (Light) - L-цепей с молекулярной массой 20-25000.

Тяжелые цепи в 2 раза длиннее легких и посередине изогнуты как клюшки. Легкие цепи располагаются кнаружи от верхних отрезков тяжелых цепей, составляющих разворот ''игрек"- молекулы. В единую структуру молекула иммуноглобулина соединена дисульфидными связями вместе перегиба тяжелых цепей и между Н и L-цепями. Обе пары полипептидных цепей иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокйслот делятся на 2 части: одна из них - СООН концевая у всех молекул иммуноглобулина имеют одинаковую последовательность аминокислот (константная часть) и другая NH₂ - концевая представляет собой вариабельную часть, в которой расположение аминокислот меняется в зависимости от антигена, вызвавшего образование антител. В вариабельных участках находятся активные центры антител по размерам и конфигурации повторяющие пространственную рельефность детерминантных групп. Каждый активный центр любого иммуноглобулина соответствует детерминантной группе соответствующего антигена как «ключ замку».

Антитела двухвалентны (бивалентны). Это было доказано с помощью фермента папаина. Под влиянием этого фермента игрек-молекулу иммуноглобулина удалось расщепить на - 3 фрагмента. Два верхних Fab-фрагмента, содержащих по одному центру, связывающих антиген и нижний константный Fc-фрагмент (Fragment crystalline), не способный к взаимодействию с антигеном и представляющая постоянную СООН-концевую.

Молекула иммуноглобулина G имеет 2 активных центра. Поскольку строение активных центров иммуноглобулинов одного класса, но разной специфичности неодинаково, то эти молекулы (антитела одного класса, но разной специфичности) являются разными антителами. Эти различия обозначаются как идиотипические различия иммуноглобулинов, или идиотипы.

Молекулы иммуноглобулинов других классов построены по тому же принципу, что и Ig G, т. е. из мономеров, имеющих две тяжелых и две легких цепи, например иммуноглобулины класса М являются пентамерами (построены из 5 таких мономеров), а иммуноглобулины класса А - димерами или тетрамерами.

Количество мономеров, входящих в состав молекулы того или иного класса иммуноглобулина, определяет ее молекулярную массу. Самые тяжелые - это Ig М, самые легкие - Ig G, вследствие чего они и проходят через плаценту. Очевидно, также то, что иммуноглобулины разных классов имеют разное число активных центров: у Ig G их 2, а у Ig М – 10. В связи с этим они способны связать разное число молекул антигена и скорость этого связывания будет различной. Количество активных центров определяет валентность антител. Следовательно Ig G, Ig E, Ig D – двухвалентны, Ig M – 10 валентны, gv Ig A – 2 или 4.

Скорость связывания иммуноглобулинов с антигеном это их авидность. Прочность этой связи определяют как аффинитет.

Аффинность - сила специфического взаимодействия антитела с антигеном. Эта характеристика зависит от пространственного соответствия (комплементарность), структуры антигенсвязывающего центра и антигенной детерминанты. Чем выше их комплементарность, т. е. чем больше подходят друг другу, тем больше образуются межмолекулярных связей, тем выше устойчивость образования иммунного комплекса. Наибольшим аффинитетом обладают моноклональные антитела, наименьшим нормальные антитела.

Авидность - под этим термином понимают прочность связывания антигена с антителом. Эта характеристика определяется аффинностью и числом антигенсвязывающих центров. При равной аффинности наибольшей авидностью обладают Ig М, так как они имеют 10 антигенсвязывающих центров.

Если в молекуле антитела функционирует лишь один активный центр, она может связаться лишь с одной антигенной детерминантой без последующего образования сетевой структуры комплексов антиген-антитело. Такие антитела называются неполными. Они не дают видимых на глаз .реакций, но тормозят реакцию антигена с полными антителами. Неполные антитела играют важную роль в развитии резусконфликта, аутоиммунных заболеваний (коллагенозы) и другие и выявляются с помощью реакции Кумбса (антиглобулиновый тест).