Антитела

К любым антигенам в организме животного изначально существуют антитела. Это предполагает, что каждый организм продуцирует миллионы различных иммуноглобулинов, различающихся своими

Антитела

Информация

Биология

Другие материалы по предмету

Биология

Сдать работу со 100% гаранией

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Биологический факультет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНТИТЕЛА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

студента 4 курса 6 группы

КОВАЛЬЧУКА К.В.

 

 

 

 

 

 

Минск 2004г.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Открытие антител …………………………………………………………3

Строение антител.………………………………………………………….3

Классификация антител.…………………………………………………...5

Функции антител …………………………………………………………..6

Литература…………………………………………………………………..7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Открытие антител.

Термин «антитело» был введён в употребление в конце XIX века. В 1890 году Беринг (Behring) и Китасато (Kitasato) провели эксперименты, в которых они изучали на морских свинках действие дифтерийного и столбнячного токсинов. Они вводили животным сублетальную дозу токсина, через некоторое время брали у них сыворотку и вводили её вместе с летальной дозой токсина другим животным, в результате чего животные не погибали. Был сделан вывод, что после иммунизации токсином в крови животных появляется вещество, способное нейтрализовать его и тем самым предотвратить заболевание. Данное вещество получило название антитоксина, а затем был введён более общий термин антитело; вещества вызывающие образование антител стали называть антигенами.

Только в 1939 году Тизелиус (Tiselius) и Кэбет (Kabat) показали, что антитела содержатся в определённой фракции белков сыворотки. Они иммунизировали животное овальбумином и из полученной сыворотки взяли две пробы, в одну из них был добавлен овальбумин и образовавшийся осадок (комплекс антитело-овальбумин) удалили. Электрофорез выявил, что в пробе куда добавлялся овальбумин, содержание γ-глобулинов значительно ниже чем в другой пробе. Это указывало на то, что антитела являются γ-глобулинами. Чтобы отличить их от других белков, содержащихся в этой фракции глобулинов, антитела были названы иммуноглобулинами. Сейчас известно, что антитела обнаруживаются в значительных количествах также во фракциях α- и β-глобулинов.

Структура антител была установлена в ходе разнообразных экспериментов. В основном они заключались в том, что антитела обрабатывались протеолитическими ферментами (папаин, пепсин), и подвергались алкилированию и восстановлению меркаптоэтанолом. Затем исследовались свойства полученных фрагментов: определялась их молекулярная масса (хроматографией), четвертичная структура (рентгеноструктурным анализом), способность связываться с антигеном и т.п. Также использовались антитела к данным фрагментам: выяснялось, могут ли антитела к одному типу фрагментов связываться с фрагментами другого типа. На основе полученных данных была построена описываемая ниже модель молекулы антител.

 

Строение антител.

Молекула антитела состоит из четырёх полипептидных цепей (рис.1): двух тяжёлых (H; мол.масса 50-70 кДа) и двух лёгких (L; мол.масса 23 кДа). Цепи соединены нековалентными связями (водородные, гидрофобные связи) и дисульфидными мостиками и состоят из двух (лёгкая цепь) или четырёх (тяжёлая цепь) доменов длиной около 110 аминокислотных остатков. Вариабельные домены VH и VL, представляющие собой N-концевые участки цепей, образуют антигенсвязывающий сайт. Помимо них лёгкие цепи содержат по одному (СL), а тяжёлые по три-четыре (СH1-4) константных домена.

При ферментативном расщеплении антител протеолитическим ферментом папаином образуются три фрагмента: два идентичных антигенсвязывающих фрагмента (Fab) и один кристаллизуемый фрагмент (Fc). Fab-фрагмент состоит из интактной L-цепи, связанной дисульфидной связью с доменами СH1 и VH, его N-концевая часть (Fv-фрагмент) обладает антигенсвязывающей активностью. Fc-фрагмент состоит из двух соединённых дисульфидной связью пар доменов CH2 и CH3. Данный фрагмент не участвует в связывании антигенов, а выполняет эффекторные функции реагирование с клетками и факторами комплемента.

Способность связывания антитела с тем или иным антигеном определяется аминокислотным составом вариабельных доменов, а точнее их гипервариабельных участков. Для этих участков характерна очень высокая изменчивость последовательности аминокислот. Каждый VH и VL домен содержит по три гипервариабельных участка, которые

 

Рис. 1. Строение молекулы антитела. H и L, тяжёлая и лёгкая цепи; CDR, гипервариабельные участки.

 

собственно и образуют антигенсвязывающие сайты. Последовательности между ними названы каркасными; для них характерна более низкая структурная изменчивость.

Аминокислотная последовательность константной области слабо варьирует. Секвенирование лёгкой цепи выявило существование двух основных вариантов аминокислотных последовательностей СL-доменов, что привело к выделению двух типов лёгких цепей каппа (κ) и лямбда (λ). Молекула антитела может одновременно содержать либо две κцепи, либо две λцепи (у антител человека чаще встречаются κ-цепи).

Также определение аминокислотных последовательностей позволило выделить пять типов СH-областей и соответственно - тяжёлых цепей (α, δ, ε, γ, μ). Цепи μ и ε содержат по четыре константных домена, остальные цепи три константных домена, а также шарнирную область между доменами СH1 и CH2. В зависимости от того, какой тип тяжёлой цепи содержит антитело, различают пять классов иммуноглобулинов: IgA (тяжёлая цепь типа α), IgD (δ), IgE (ε), IgG (γ), IgM (μ). Из-за некоторых различий в аминокислотных последовательностях выделяют несколько типов λ-цепей, а также несколько типов α- и γ-цепей (и соответственно несколько подклассов IgG и IgA). С тяжёлыми цепями (в первую очередь с CH2-доменами) связаны несколько олигосахаридных цепей, которые вероятно увеличивают растворимость антител и участвуют в связывании с компонентами комплемента и клеточными рецепторами.

В доменах полипептидные цепи укладываются формируя β-складчатые слои, в которых антипараллельные цепи соединены петлями (рис.2). Эти петли могут иметь различную длину и аминокислотные последовательности, что очень важно, т.к. именно они формируют антигенсвязывающий сайт. В пределах каждого домена два β-слоя соединены дисульфидной связью и стабилизированы гидрофобными взаимодействиями. Четвертичная структура в форме Y (рис.3) формируется благодаря нековалентным взаимодействиям между доменами. Между доменами CH2 расположены молекулы углеводов, что приводит к выступанию этих доменов и делает их более доступными для взаимодействия с разнообразными молекулами, такими как компоненты системы комплемента.

Рис.2. Двумерная схема укладки полипептидной цепи в пределах домена VL: два β-складчатых слоя, соединённых дисульфидной связью (чёрная полоска). Рис.3. Схема, показывающая взаимодействие между доменами лёгкой и тяжёлой цепи. Между доменами CH2 расположены молекулы углеводов.

Показаны гипервариабельные регионы

(CDRs).

 

Классификация антител.

Как уже было упомянуто выше, в зависимости от типа тяжёлой цепи различают пять классов иммуноглобулинов.

IgG составляют большинство антител сыворотки крови. Большинство антител вторичного иммунного ответа и антитоксинов представлено именно иммуноглобулинами класса G. Материнские IgG обеспечивают пассивный иммунитет ребёнка в первые несколько месяцев жизни, попадая в кровь плода через плаценту. IgG активируют систему комплемента и связываются с поверхностными антигенами клеток, делая тем самым эти клетки более доступными для фагоцитоза (опсонизация). Способны связываться с тканями вызывая анафилаксические реакции.

Молекулы IgM состоят из пяти одинаковых четырёхцепочечных субъединиц, соединённых дисульфидными связями. В их составе также присутствует дополнительная полипептидная цепь (J-цепь), образующая домен иммуноглобулинового типа и связанная дисульфидными связями с С-концевыми пептидами (18 аминокислотных остатков) тяжёлых цепей отдельных мономеров. Предположительно она участвует в полимеризации мономеров. Иммуноглобулины класса М содержатся преимущественно в крови. Доминируют в качестве «ранних» антител (первыми появляются при развитии иммунного ответа). Благодаря множеству участков связывания вызывают агглютинацию клеток. Более э

Похожие работы

1 2 >