Биологический каталог




Иммунология. Том 3

Автор У.Пол

званный антигеном Форссмана) [4], к которому легко можно было получить кроличьи антитела с высоким титром. Вообще говоря, в качестве источника комплемента можно использовать сыворотку любых млекопитающих, но литическая активность значительно различается у разных видов. Оказалось, что из доступных сывороток наибольшей литической активностью обладает свежая сыворотка морских свинок. Поэтому для изучения комплемента обычно использовалась тест-система, в которой бараньи эритроциты обрабатывали кроличьими антителами и исследовали их лизис в свежей сыворотке морских свинок. Со временем стало возможным получать покрытые антителами эритроциты барана, несущие на всей поверхности разнообразные компоненты комплемента. Это позволило исследовать взаимодействие каждого вновь найденного белка комплемента с клетками, находящимися на соответствующей промежуточной стадии комплементзависимого лизиса. Вначале усилия исследователей были обращены почти исключительно на изучение событий, происходящих при лизисе покрытых антителами эритроцитов барана. Эта последовательность событий составляет классический механизм действия комплемента. Позднее было установлено, что в лизисе бактерий, происходящем в присутствии или в отсутствие антител, часто может участвовать другой набор тесно взаимодействующих между собой белков, обусловливающих альтернативный механизм действия комплемента. Эти два механизма активации конвергируют на этапе активации СЗ и более поздних ли-тических компонентов в каскаде реакций комплемента (табл. 24.1).

Как будет более подробно рассказано ниже, на ранних этапах классического механизма выявляется формирование комплексов антиген-антитело. В результате образуются ферменты, обладающие активностью сериновых протеиназ, которые расщепляют и тем самым активируют СЗ. Белки альтернативного механизма приводят к тому же конечному результату, хотя и с более медленной кинетикой активации. Расщепленный СЗ (СЗЬ) соединяется с расщепляющими СЗ ферментами как классического, так и альтернативного механизма, и образующийся комплекс расщепляет С5. Расщепленный С5 (С5Ь) взаимодействует с остальными компонентами: С6, С7, С8 и С9, — и эти пять терминальных компонентов комплемента, действуя согласованно, осуществляют лизис клетки. Общая схема активации комплемента представлена на рис. 24.1.

24.1. Классический механизм активации комплемента

24.1.1. Роль иммуноглобулина

Инициация классического механизма происходит при связывании С1, первого компонента каскада, с комплексом антиген—антитело с последующей активацией связанного с антителом С1. Эти реакции были исследованы очень подробно. Связывать С1 и инициировать классический механизм могут не все классы антител. Антитела классов IgG и IgM обладают такой способностью, а антитела классов IgE, IgD и IgA — нет. При некоторых условиях IgA подавляют активацию комплемента антителами IgG [5]. Исследования во многих тест-системах показали, что одна молекула IgM, соединенная с клеткой или частицей, несущей определенный антиген, способна связать одну молекулу С1, зимоген-протеиназы [6]. Однако процессы связывания С1 с антителом и 9. Дж. Браун,, К. А. Джойнер, М. М. Фрэнк

активации СЛ, т.е. его превращения в эстеразу, способную расщеплять G4 и С2, не эквивалентны между собой. Недавно было обнаружено, что для активации С1 молекула антитела IgM должна быть связана с поверхностью антигена более чем одним своим активным центром [7]. Этот вывод был сделан на основе результатов, полученных при изучении связывания и активации С1 на поверхности бараньих эритроцитов, покрытых различным количеством гаптена ме-тотрексата. Было показано, что антитела к метотрексату класса IgM и С1 могут связываться с клетками и при низких количествах гашчша, но активации комплемента при этом не происходит. При увеличении количества гашена процесс активации комплемента усиливается несмотря на то, что количество связанных молекул IgM и С1 изменяется незначительно. Отсюда можно сделать вывод, что при увеличении числа участков связывания одиночной молекулы IgM, взаимодействующих с расположенным на клетке антигеном, происходит конформационное изменение антитела, приводящее к активации С1.

В большинстве исследованных модельных систем для связывания и активации С1 необходимо наличие двух соседствующих (пары) молекул IgG [8]. Необходимость образований пары IgG делает эффективность вызываемой ими активации классического механизма значительно ниже, чел! у IgM. В большинстве экспериментальных систем лизиса необходимы сотни и тысячи молекул IgG, пока две молекулы случайно не окажутся достаточно близко и не образуют пару. Если распределение молекул антигена на поверхности не позволяет двум молекулам IgG оказаться достаточно близко друг к другу, то они вообще не могут активировать комплемент. Активацию классического механизма способны осуществлять антитела не всех подклассов IgG. У человека IgGi, IgG2 и IgG3 активируют классический механизм, a IgG4 — нет. У мыши активаторами являются IgG2a, IgG2b и IgG3, а у морской свинки — IgG2.

Неизвестно, вызывает ли связывание антитела IgG с субстратом структурную перестройку антитела, повышающую его аффинность (сродство) к С1. Связывание С1 с прикрепленными к поверхности парами IgG может быть просто следствием кооперативности процесса связывания. Показано, что мономер IgG способен, хотя и слабо, взаимодействовать с нативным С1 [9]. Кластер тесно объединенных молекул IgG может обеспечивать множественность точек прикрепления С1, стабилизируя тем самым комплекс IgG-Cl. Связывание С1 происходит путем его прикрепления к СН2 домену Fc-района молекулы IgG [10]. Прикрепление осуществляется ионным взаимодействием, но точный характер связывания неизвестен.

В сыворотке С1 находится в виде трехсубъединичной макромолекулы, причем связывание субъединиц между собой происходит только в присутствии ионов кальция. Субъединица, связывающаяся с комплексом антиген—антитело через СН2-домен антитела, называется Ciq. Ее мол. масса равна примерно 400 кДа, и она состоит из 18 полипептидных цепей: три типа цепей по шесть копий каждой на молекулу. В белке можно различить центральную сердцевину и шесть расходящихся лучей, каждый из которых заканчивается похожей на стручок глобулярной структурой (рис. 24.2). Лучи имеют трехспиральное строение, похожее на структуру коллагена, и могут расщепляться бактериальными коллагеназами. Как и коллаген, Clq богат глицином, гидроксилизином и гидроксипролином. Связывание Clq с СН2-домеяом антитела происходит с помощью похожих на стручок концов каждого луча. В принципе каждый из лучей Clq может связаться с СН2-доменом; предполагается, что для прочного связывания необходимо несколько точек контакта Ciq с антителом. В сыворотке Clq обнаруживается в комплексе с двумя другими субъединицами С1:С1г и Cls. Каждая из этих субъединиц построена из двух идентичных цепей. Цепи

24. Комплемент Clr имеют мол. массу 95 кДа, а цепи Cls — 87 кДа 111]. После прикрепления макромолекулярной зимогенной формы С1 к комплексу антиген-антитело происходит ферментативная активация и С1 становится активной сериновой нро-теиназой. Известно, что активация связана с расщеплением каждой из цепей Clr и Cls на тяжелые и легкие цепи. При этом на каждой из этих субъединиц появляется активный центр. Cls расщепляется на две тяжелые цепи массой

Рис. 24.2. Электронная микрофотография Периферические субъединицы имеют длину молекулы Clq. Центральная субъединица е5 А, а центральная субъединица — 105 А. кажется разделенной вдоль на две части. ([165]; печатается с разрешения).

59 кДа и две легкие цепи массой 28 кДа; Clr расщепляется на две тяжелые цепи массой 60 кДа и две легкие цепи весом 35 кДа [12]. Известно также, что активированный in vitro Clr способен расщеплять и активировать Cls. Активированный Cls обладает более широкой ферментативной специфичностью, и именно он представляет собой сывороточный фермент, расщепляющий и С4, и С2. Механизм активации Clr и Cls при связывании с Clq пока не изучен. Одно из предположений заключается в том, что при связывании в молекуле С1 происходит конформационная перестройка. Механизм расщепления Cls под действием Clr также неизвестен. Одни исследователи предполагают, что активированный Clr расщепляет полипептидные цепи Cls, расположенного в той же молекуле С1; другие думают, что протеолиз Cls под действием Clr — это межмолекулярное событие, для которого необходимо тесное сближение двух молекул С1 на активирующей поверхности [13]. Э. Дж. Браун, К. А. Джойнер, М. М. Фрэнк

Убедительно показано, что некоторые вещества способны связывать и активировать С1 в отсутствие специфических антител. К таким неиммунологическим активаторам относятся столь различные вещества, как С-реактивный белок острой фазы, кристаллы мононатриевой соли мочевой кислоты, комплексы гепарина и протамина, некоторые бактериальные гликолипиды. Более того, многие протеиназы могут вызывать расщепление белков комплемента, в том числе и Cls. Показано, например, что при активации плазмина по фибрино-литическому пути активируется также С1. Неиммунологическая активация С1 может вызывать активацию всего каскада реакций комплемента.

24.1.2. С4

Связывание и активация С1 приводит к образованию фермента С1-эсте-разы, способной взаимодействовать со вторым белком каскада, С4, и расщеплять его. С4 построен из трех соединенных между собой дисульфидными связями полипептидных цепей, названных а, В и у и имеющих мол. массу 93, 78 и 33 кДа соответственно. Этот белок синтезируется в виде одноцепочечного предшественника, и его трехцепочечная структура возникает уже после трансляции [14]. При взаимодействии С4 с Cls происходит расщепление а-цепи и образуется небольшой фрагмент С4а (9 к Да) и крупный фрагмент С4Ь, продолжающий каскад комплемента. В отличие от CI С4Ь связывается с активирующей поверхностью ковалентной связью [15] примерно по тому же механизму, что и СЗЬ (см. ниже). Антитело со связанным с ним активным С1 расщепляет множество молекул С4 и на активирующей поверхности вокруг антитела и С1 образуетс

страница 26
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

Скачать книгу "Иммунология. Том 3" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(26.04.2017)