Белки иммунной системы

Иммунная система человека - это согласованно функционирующая система молекул и клеток, распознающих и удаляющих чужеродные вещества. За иммунитет отвечают В- и Т-клетки. В-клетки вырабатывают антитела - иммуноглобулины (Ig). Т-клетки могут убивать чужеродные клетки или собственные, инфицированные вирусом, и могут быть регуляторами иммунного ответа. Каждая молекула антитела представляет собой белок, имеющий форму буквы Y и состоящий из двух идентичных тяжелых (H) цепей и двух идентичных легких (L) цепей.

Строение иммуноглобулинов: а - пептидные цепи иммуно-глобулинов (Н - тяжелые, L - легкие); пунктиром обозначены вариабельные области; б - молекула IgM, пять мономеров связаны дисульфидными связями; в - комплексы антиген-антитело.

Существует пять классов антител, имеющих различные константные области Н-цепи. С любым типом Н-цепей могут быть связаны L-цепи любого типа. Каждая L- и Н-цепь Ig состоит из вариабельной области на N-конце и расположенной за ней константной области. Вариабельность аминокислотной последовательности N-концевых участков, как Н - так и L-цепей обеспечивает структурную основу для разнообразия антигенсвязывающих участков. Н-цепи образуют Fc-область («хвостовую») антител. Разные Н-цепи придают «хвостовым» областям антител различную конформацию, от которой зависит дальнейшая судьба комплекса антиген-антитело. От того, с какими белками будет связываться Fс-область Н-цепей, зависят свойства и функции данного класса Ig. Fc-область Ig может связываться не только с фагоцитирующими клетками, но и с первым компонентом системы комплемента, в результате чего активируется та особая система белков крови, которая способствует разрушению антигена.

Разнообразие антител - результат транспозиции генов. Все В-лимфоциты организма образуют большое число клонов, которые синтезируют антитела только одного вида - имеющие одинаковые вариабельные области. Антиген, присоединяясь к лимфоцитам соответствующего клона, вызывает пролиферацию этого клона и активирует синтез и секрецию антител клетками этого клона. В предшественниках лимфоцитов гены, кодирующие разные области пептидных цепей антител, расположены в разных частях молекулы DNA. При дифференцировке лимфоцитов в процессе онтогенеза происходит рекомбинация - перенос генов из одного места в другое в пределах молекулы DNA (транспозиция). DNA, определяющая вариабельные области антител, составлена из примерно 400 генов V, около 20 генов D и 4 генов J. В результате транспозиции объединяются 3 гена V, D и J в полный ген вариабельной области, который соединяется с любым из генов константной области, и получается полный ген тяжелой цепи. Сходным путем образуются и гены легких цепей антител. Таким способом возникают миллионы разных генов, ответственных за синтез антител.