Рентгеноструктурный анализ иммуноглобулинов

Рис. 30-17, Модель структуры иммуноглобулина, построенная на основании данных рентгеноструктурного анализа.

Осн. направление исследований — рентгеноструктурный анализ сложных биоорганических соед., в т. ч. белков. В 1970-е достиг высокого совершенства в изучении третичной структуры иммуноглобулинов. [c.480]

Молекула антигена попадает в полость между легкой и тяжелой цепями антитела - антигенсвязывающий центр. Примером такого взаимодействия может служить связывание у-гидроксилированной формы витамина К с иммуноглобулином G (миеломный белок NEW). Поданным рентгеноструктурного анализа, с антигеном контактируют 10-12 аминокислотных остатков, расположенных в гипервариабельных участках тяжелой и легкой цепей на рисунке эти остатки обозначены цифрами, указывающими их позиции. [c.150]

А (Б. Меррифилд, 1969). Дальнейшее развитие получили аналит. методы стал широко использоваться автоматич. аминокислотный анализатор, созданный С. Муром и У. Стайном в 1958, существенно модифицированы хроматографич. методы, до высокой степени совершенства доведен рентгеноструктурный анализ, сконструирован автоматич. прибор для определения последовательности аминокислотных остатков в Б.-секвенатор (П. Эдман, Г. Бэгг, 1967) Благодаря созданию прочной методнч. базы стало возможным проводить широкие исследования аминокислотной последовательности Б. В эти годы была определена структура неск. сотен сравнительно небольших Б. (до 300 аминокислотных остатков в одной цепиХ полученных из самых разл. источников как животного, так и растит., бактериального, вирусного и др. происхождения. Среди них — протеолитич. ферменты (трипсин, химотрипсин, субтилн-зин, карбоксипептидазы), миоглобины, гемоглобины, цитохромы, лизоцимы, иммуноглобулины, гистоны, нейротоксины, Б. оболочек вирусов, белково-пептидные гормоны и др. В результате были созданы предпосылки для решения актуальных проблем энзимологии, иммунологии, эндокринологии и др. областей физ.-хим. биологии. [c.248]

Структурные домены четко ограничены на картах электронной плотности. Анализ карт электронной плотности, рассчитываемых в ходе рентгеноструктурного анализа, показал, что многие белки состоят из нескольких глобулярных областей, довольно слабо связанных между собой. Этн области, четко ограниченные на картах распределения электронной плотности, получили несколько неопределенное название структурные домены . Очевидно, что определение дОмена весьма нестрого и здесь мсжет возникать много спорных ситуаций. Среди глобулярных белков четко определенные домены были обнаружены в иммуноглобулинах. Схематически они изображены на рис. 4.2, в в этом случае домены располагаются вдоль полипептидной цепи, как жемчужины в ожерелье. [c.103]

Важную группу полисахаридов составляют гликозаминогликаны, к которым относятся гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты и кератансульфат. Было показано, что в ориентированных пленках молекулы этих соединений в зависимости от типа присутствующих катионов могут принимать целый ряд взаимо-превращаемых конформаций [12]. Эти конформации представляют собой группу левых спиралей, упакованных антипараллельно и отличающихся в основном степенью растянутости. Наиболее сжатой является одна из конформаций гиалуроновой кислоты, в которой одна молекула закручена вокруг другой с образованием двойной спирали [13] во всех остальных случаях молекулы упакованы бок о бок . В некоторых случаях удалось детально выяснить строение молекул, что для волокнистых веществ, в отличие от кристаллических, очень трудно сделать удалось даже выявить положение молекул воды и геометрию участков молекул, координированных вокруг катионов [14]. Важными вехами на пути понимания конформационных принципов строения полисахаридных цепей стали а) первый пример установления с помощью, рентгеноструктурного анализа упорядоченной конформации разветвленного полисахарида (внеклеточного полисахарида Е. oli) это позволило предположить, что наличие ветвлений играет важную роль при ориентации боковых цепей антипараллельно основной цепи и стабилизации таким образом конформации молекул полисахарида посредством нековалентных взаимодействий [15] б) первое изучение этим же методом структуры кристаллического гликопротеина, которое показало упорядоченность конформации его углеводной части [16]. Ко времени опубликования работы [16] определение строения (F -фрагмента иммуноглобулина G) не было доведено до конца, однако уже можно было сделать ряд важных выводов, которые будут рассмотрены ниже. [c.283]

На основании рентгеноструктурного анализа выяснено пространственное строение как целой молекулы IgG, так и ее фрагментов (А. Эдмонсон, 1973). Установлено, что все домены иммуноглобулинов имеют очень похожую трехмерную структуру, получившую название иммуноглобулиновой упаковки (рис. 121). Каждый домен похож на сэндвич , образованный двумя слоями белка один слой содержит три витка полипептидной цепи, а другой — четыре. В каждом слое соседние витки являются антипараллельными и образуют ( -структур) (рис. 118). Два слоя располагаются примерно параллельно друг другу и соединяются одной внутрицепочечной S—S-связью. [c.218]

До недавнего времени изучение клеточных белков было ограничено лищь мажорными фракциями, т.е. белками, содержащимися в клетках в относительно больщом числе. С помощью обычных методов хроматографии и электрофореза из нескольких сот граммов клеточной массы можно получить примерно 0,1 г (100 мг) одного из мажорных белков, составляющих 1% или более от всего количества клеточных белков. Этой массы белка вполне достаточно для изучения его аминокислотной последовательности, детального анализа биологической или ферментативной (если таковая имеется) активности и получения антител, которые могут быть использованы для локализации белков в клетках. Более того, когда удается вырастить подходящие кристаллы, то с помощью рентгеноструктурного анализа можно установить трехмерную структуру молекулы. Именно таким образом была определена структура и функция многих распространенных белков, в том числе гемоглобина, трипсина, иммуноглобулина и лизоцима. [c.243]

В случае, когда активный центр формируют идентичные полипептидные цепи, образующие димер, конфигурация активного центра полностью симметрична. При этом избирательность связывания лиганда значительно выше, чем при асимметричной конфигурации центра, и, как следствие этого, сродство лиганда к рецептору будет весьма велико. Этот вывод согласуется с данными рентгеноструктурного анализа димера легких цепей иммуноглобулинов, связывающих тринитрофенильную группу. Последняя целиком заполняет глубокий щелеобразный карман между вариабельными районами этих целей (Л. Deisenhofer, 1982). Для сравнения можно привести реконструированную структуру активного центра моноклонального антитела против фосфорилхолина (рис. 3). Асимметричный по структуре активный центр этого антитела сформирован при участии разноименных цепей легкой и тяжелой. Расположенный в полости центра низкомолекулярный лиганд занимает небольшое пространство, контактируя лишь с несколькими из образующих его коротких участков полипептидных цепей. [c.16]

Между доменами в пределах одной цепи существуют продольные (или цис), а между доменами прилегающих пеней — поперечные (латеральные, или транс-) взаимодействия. Поперечные взаимодействия сопровождаются формированием модулей Vl—Vh, l—Сн1, СцЗ—СнЗ. Модуль СнЗ—СнЗ соответствует фрагменту F . Фрагмент Fv представляет собой модуль Vl—Vh. О существовании модуля l—Сн1 помимо данных рентгеноструктурного анализа свидетельствуют весьма важные для понимания механизмов самосборки молекулы иммуноглобулина эксперименты К. Доррингтона с соавторами (К. Dorrington et al., 1982). [c.72]

Рентгеноструктурный анализ подтвердил участие гипервариабельных сегментов в формировании полости антидетерминанты. Примером может служить изучение РаЬ-фрагмента моноклонального миеломного иммуноглобулина человека New, который в числе ряда лигандов связывает также гидроксильное производное витамина К], имея к этому лиганду сравнительно высокое сродство (/ а= 10 М ). Как следует из рис. 25, гипервариабельные участки образуют неглубокие выемки, так что центр имеет размеры 1,6X0,7 нм при глубине 0,6 нм. Ароматическая менадионовая группа гаптена находится в непосредственном контакте с остатками ароматических аминокислот тирозином и триптофаном. Этим остаткам принадлежит, очевидно, основная роль в удержании менадионовой группировки (2-метил-1,4-нафтохинон) в полости активного центра. [c.95]

Дополнительный отрезок цепи скручен таким образом, что заполняет целиком пространство между петлями других гипервариабельных участков легкой и тяжелой цепн, т. е. гипотетическую полость активного центра. Активный центр в форме глубокой впадины появился бы в этом участке, если вырезать из третьего гипервариабельного участка лишний пептид, формирующий анти-параллельную -шпнльку. Другие. иммуноглобулины, подобные Kol, не изучали методами рентгеноструктурного анализа, однако они, несомненно, существуют. Например, иммуноглобулин мыши МИК Он не связывает каких-либо известных лигандов и характеризуется более длинным, чем у известных моноклональных антител, третьим гипервариабельным участком тяжелой цепи. Логично, что и в этом случае полость активного центра заполнена петлей этого длинного гипервариабельного участка. [c.100]

Предлагаемая мною гипотеза, конечно, нуждается в доптнительных подтверждениях. Но она служит основой тля далеко идущих предположений общебиологического плана. Например, проблемы так называемых неспецифических или нормальных иммуноглобулинов. Иммунологам хорошо известно, что одновременно с синтезом антител образуется большое количество иммуноглобулинов, которые никакие известные лиганды, в том числе и использованный антиген, не связывают. Число продуцирующих их клеток хможет намного превышать число ан-тителЬпродуцирующих клеток (Е. Сидорова и др., 1981). По всем признакам (общий план строения, антигенный анализ) нормальный иммуноглобулин отличается от антител только одним он не связывает известных лигандов. На основании обсуждавшихся данных рентгеноструктурного анализа мы ставим на обсуждение предположение о том, что нормальные иммуноглобулины — это энергетически устойчивая конформация молекулы имму- [c.100]

Эта очевидная гомология последовательностей аминокислот свидетельствует о том, что молекулы иммуноглобулинов свернуты с образованием компактных доменов, каждый из которых содержит область, гомологичную по крайней мере одному активному участку, выполняюш ему определенную функцию, свойственную молекуле иммуноглобулина в целом (рис. 33.16). Представляется вероятным, что домены сходны по четвертичной структуре, поскольку сходны их последовательности аминокислот. Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили гипотезу доменов. Роберто Поляк (Roberto Poljak) раскрыл пространственную структуру при разрешении 2,0 А фрагмента (практически идентичного фрагменту P J человеческого иммуноглобулина. Фрагмент Р , состоит из четырех расположенных в виде тетраэдра глобулярных субъединиц - V , и gi - поразительно сходных по пространственной структуре (рис. 33.17). Обш ая структурная особенность четырех доменов СОСТОИТЕ наличии двух широких антипарал-лельных (3-складок (рис. 33.18). Между ними располагаются плотно упакованные боковые цепи многих гидрофобных остатков. Указанный повторяюш ийся элемент структуры назван иммуноглобулиновой складкой. [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология