Антитела

Содержание
Понятие об антителах;
Строение антител;
Понятие о классах иммуноглобулинов;
Механизмы взаимодействия антител и антигенов;
Функции основных классов иммуноглобулинов;
Образование антител

Антитела – это…?
Антитела – представляют собой гликопротеиновые молекулы, относящиеся к семейству иммуноглобулинов (англ. immunoglobulins, Ig), способные специфически связываться с антигенами.
Термины «антитела» и «иммуноглобулины» являются синонимами в том смысле, что антитела можно рассматривать как специфические иммуноглобулины, избирательно реагирующие с эпитопами (участок молекулы антигена, распознаваемый иммунной системой) антигенов.
Антитела являются основными эффекторами адаптивного гуморального иммунного ответа.

Строение антитела
Их четвертичная структура включает в себя 4 полипептидные цепи: 2 легкие L-цепи и 2 тяжелые H-цепи.
Вместе они формируют антегенсвязывающие участки.
Связь цепей друг с другом осуществляется через дисульфидные мостики.

Строение антитела
Третичная структура L-цепей образована 2-мя доменами, один из них – вариабельный (VL), а другой – константный (CL).
H-цепи образованы 4-5 доменами причем один из них также является вариабельным (VН), а остальные — константными (СН1−СН4).
Сочетание вариабельных доменов L- и H-цепей формирует два активных центра — антигенсвязывающие участки иммуноглобулина (паратопы).

Фрагменты антител
При обработке ферментом папаином молекула иммуноглобулина расщепляется на три фрагмента:
Два из них имеют одинаковую молекулярную массу (45 кДа) и связывают антигены, поэтому их называют Fab-фрагментами (англ. fragment antigen-binding).
Третий фрагмент массой 55 кДа обладает способностью легко кристаллизоваться, в связи с чем он получил название Fc-фрагмент (англ. fragment cristallizable)

Классы иммуноглобулинов
Вариабельные домены, отличаясь исключительно высоким разнообразием внутри каждого организма (что отражено в их названии), формируют огромное множество иммуноглобулинов, комплементарных различным антигенам, т.е. с различной антигенной специфичностью — идиотипы иммуноглобулинов. Другими словами, различные идиотипы отличаются между собой строением вариабельных доменов, образующих антигенсвязывающие участки.
Константные домены обусловливают структурно-функциональные особенности L- и H-цепей, определяющие их изотип.
У человека существует 2 изотипа L-цепей (κ и λ) и 5 изотипов H-цепей (μ, δ, γ, ε, α). Изотип H-цепей определяет соответствующие классы иммуноглобулинов: IgM, IgD, IgG, IgE, IgA. Кроме того, дополнительные особенности γ и α Н-цепей позволяют выделить субклассы у некоторых иммуноглобулинов.
Структура иммуноглобулинов может варьировать от человека к человеку, в зависимости от индивидуальных генетических различий, обычно такие различия невелики и характеризуются вариабельностью некоторых аминокислотных остатков, входящих в состав тяжелых и легких цепей.

Классы иммуноглобулинов
IgA выделяются в полости и содержатся в секретах различных желез. Обеспечение защиты на уровне слизистой оболочки;
IgD являются в основном рецепторами для антигенов на В-лимфоцитах, но до конца его функции неизвестны;
IgE участвуют в развитии аллергических реакций против гельминтов и других паразитов;
IgM служат рецепторами для антигенов на В-лимфоцитах, их концентрация возрастает при острых или впервые возникающих инфекциях;
IgG связывает бактерии и вирусы, участвуют в процессе фагоцитоза, их концентрация возрастает при хронических или повторно возникающих инфекциях

Механизмы взаимодействия антигенов и антител
Электростатические взаимодействия
Образуются между противоположно заряженными группами атомов антигенов и антител. По-видимому, основная роль принадлежит связи между NH3+ и СОО– группами. Притяжение между этими группами имеет большое значение при взаимодействии между молекулами белка, что может приводить к изменению их конформации.
Силы Ван-дер-Ваальса
Являются силами притяжения, возникающими только на очень близких расстояниях, при перекрывании электронных облаков сблизившихся атомов. Они обусловлены электростатическим притяжением отрицательно заряженных электронов одного атома с положительно заряженным ядром другого атома.
Гидрофобные взаимодействия
Возникают в результате стремления гидрофобных групп к взаимной ассоциации, что ослабляет их связь с молекулами воды и приводит к возникновению сил притяжения между ними.

Откуда берутся антитела
Антитела выделяет особая разновидность B-клеток — плазматические клетки. Как и большинство секретируемых белков, тяжёлые и лёгкие цепи иммуноглобулинов синтезируются рибосомами, находящимися на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР).
В ходе синтеза образующаяся полипептидная цепь поступает в люмен ЭПР, где подвергается гликозилированию. Правильная укладка тяжёлых цепей и связывание с лёгкими цепями с образованием антитела регулируются шаперонами ЭПР.
После сборки молекулы антител освобождаются от шаперонов и поступают в аппарат Гольджи, где их углеводные остатки подвергаются дополнительному процессингу. Везикулы, содержащие зрелые антитела, отпочковываются от аппарата Гольджи и сливаются с клеточной мембраной, после чего мембранные формы антител остаются заякоренными в мембране клетки, а свободные антитела выходят в межклеточное пространство.

Плазматические клетки
По мере созревания B-лимфоциты в костном мозге экспрессия иммуноглобулинов претерпевает ряд изменений. Самые ранние клетки B-лифоцитарного ряда, пре-B-лимфоциты, синтезируют только мембранные формы тяжёлых цепей класса μ.
Незрелые и зрелые B-лимфоциты синтезируют лёгкие цепи классов κ и λ, которые, соединяясь с тяжёлыми цепями класса μ, образуют антитела IgM.
Зрелые B-лимфоциты экспрессируют мембранные формы IgM и IgD, которые служат рецепторами, распознающими антигены и запускающими активацию B-лимфоцитов.
Когда B-лимфоциты активируются антигенами и другими стимулами, они превращаются в плазматические клетки, секретирующие антитела. При переходе к плазматическим клеткам доля секретируемых иммуноглобулинов по сравнению с мембранными резко возрастает. Кроме того, в это же время переходит переключение классов антител, и клетка перестаёт синтезировать IgM и IgD, но начинает выделять IgA, IgE или IgG.