Молекулярная биология: Структура и функции белков - Степанов В.М. 2005

Имунноглобулины
Многообразие иммуноглобулинов

Своеобразна организация структурных генов иммуноглобулинов, которая призвана обеспечить возможность образования очень большого числа антител. Гены, кодирующие легкие и тяжелые цепи, собираются из меньших по размеру генов, одни из которых, особенно многочисленные, кодируют вариабельные домены V_L и V_H(V-гены), а другие, которых гораздо меньше, — константные части молекулы (С-гены)

Так, константные домены легких цепей кодируются несколькими генами, что приводит к синтезу двух типов легких цепей: ӕ и λ. В гаплоидном геноме человека имеется один ген ӕ-цепи и несколько — λ-цепи. Число генов, которыми кодируются вариабельные домены, гораздо больше. Так, существует около 100 генов Vӕ, на которых записаны аминокислотные последовательности вариабельных доменов легких цепей типа ӕ.

Заметим, что небольшой участок L-цепи, расположенный непосредственно перед константным районом — J (от англ. joining — соединяющий), кодируется особо и также вариабелен. При созревании В-лимфоцитов из этих отрезков собираются гены L-цепей, в которых путем рекомбинации объединяются гены V_L-J_L-С_L, что приводит к возможности образования весьма многообразных легких ӕ-цепей.

Аналогично из генов V_H (которых около 100) путем их рекомбинации с генами D_H, J_H и С_H образуются гены тяжелых цепей: V_H—D_H—J_H—С_H. Общее число вариантов зон связывания при этом составит около 10 млн. Эта величина еще более возрастет, если учесть вклад соматических мутаций, которые приводят к дополнительным заменам аминокислотных остатков в вариабельных доменах иммуноглобулинов.

Своеобразный механизм формирования генов иммуноглобулинов обеспечивает возникновение очень большого числа аминокислотных последовательностей, а доменная организация этих белков и концентрирование замен в немногих шпервариабельных отрезках цепи позволяют создавать в зоне связывания антител чрезвычайно разнообразные по рельефу и распределению функциональных групп поверхности, среди которых всегда можно найти такую, которая комплементарна поверхности того или иного антигена.

Помимо рассмотренных выше иммуноглобулинов G существуют иммуноглобулины еще четырех классов: М, А, Е, D. Их молекулы также построены из доменов и организованы по такому же принципу. В иммуноглобулинах М и Е тяжелые цепи дополнены еще одним доменом — соответственно С_μ4 и С_ε4, в иммуноглобулинах А и М С-концевые районы тяжелых цепей соединены между собой с участием специальной J-цепи. Есть и другие отличия в их структуре, в частности содержание и распределение углеводных цепей. Иммуноглобулин М образует пентамеры (L₂H₂)₅. Мембранно-связанные иммуноглобулины, которые принадлежат классам М и D, содержат на С-концах тяжелых цепей небольшие домены, образованные преимущественно гидрофобными аминокислотами, которые выполняют роль якоря, удерживающего молекулу иммуноглобулина на наружной поверхности мембраны.

Таким образом, доменный принцип организации структуры и функции иммуноглобулинов чрезвычайно плодотворен и позволяет, используя один и тот же структурный мотив, создать богатую палитру антигенсвязывающих белков. Видимо, по такому же плану построены и некоторые рецепторы клеточных мембран.