Иммуноглобулины пространственная структура

Пространственная структура легкой и тяжелой цепей и организация четвертичной структуры иммуноглобулинов [c.69]

Теперь необходимо познакомиться с тем, что известно Oi структуре иммуноглобулинов и антител, в частности о пространственной структуре узнающих антиген участков. Это не только позволит более конкретно представить себе возможности реализации приведенных оценочных расчетов, но и подведет нас к практически важному вопросу об однозначности иммунного ответа. [c.95]

Рис. 3-27. Пространственные модели а-спирали и Р-СЛОЯ. Слева структуры показаны без боковых групп аминокислот, справа - с боковыми группами. А. а-Спираль (часть структуры миоглобина). Б. Участок Р-СЛОЯ (часть структуры домена иммуноглобулина). На фотографиях слева каждая поверхность цепи представлена только одним черным атомом (группы R на рис. 3-25 и рис. 3-26) вся поверхность цепи показана справа. (С

Правила структурной организации глобулярных белков рассмотрены Шульцем [81]. Согласно им, в структ фе таких белков следует выделять большее число уровней организации. Иерархия берет свое начало от аминокислотной последовательности. Затем следует вторичная структура с регулярной укладкой полипептидной цепи, характеризующейся максимальным образованием водородных связей. Вторичная структура может образовывать до 75% всей полипептидной цепи. Иногда в молекуле белка можно выделить агрегаты вторичной структуры (сверхвторичная структура), являющиеся регулярными образованиями из нескольких участков полипеп-тидных цепей, например двойная а-спираль или складчатый лист-спираль. Пример более высокой ступени организации глобулярных белков — образование доменов. Они возникают у крупных белков и характеризуются как независимые пространственные структуры. Иммуноглобулины, например, образуют при соответствующем сворачивании полнпептидных цепей от 2 до 4 доменов. В химотрипсине активный центр находится внутри, между двумя доменами. В данном случае домены имеют структуру складчатого листа-цилиндра и связаны один с другим лишь одной полипептидной цепью. И наконец, глобулярные белки, построенные из нескольких доменов, могут упаковываться в еще более крупные структурные образования. Возникающие при этом агрегаты обычно построены симметрично, причем структура входящих в их состав мономеров, вероятно, не меняется. [c.364]

Ферментативное расщепление ИгГ имеет особое значение при исследовании различных биологических свойств молекулы. Продолжая работы, начатые по исследованию действия нескольких протеолитических ферментов, ряд авторов показали, что папаин расщепляет ИгГ кролика на три крупных фрагмента — I, ПиШ — с образованием очень малого количества мелких пептидов. Фрагменты I и II имеют молекулярный вес около 42 ООО, III — несколько больше. Как I, так и II содержат участки со свойствами антител, обладающие сродством к специфическому антигену, что было показано несколькими методами [1, 20, 21, 22]. Фрагмент III легко кристаллизуется и содержит в основном изотипические (т. е. видоспецифические) антигенные участки. Аллотипические антигенные участки (т. е. участки, определяющие отличия между иммуноглобулинами разных индивидуумов одного и того же вида) связаны с фрагментами I и II, тогда как способность фиксироваться на KOHie и проходить через плаценту, но-видимому, связана со структурными особенностями фрагмента III. Связывание комплемента после реакции ИгГ со специфическим антигеном представляет собой сложную реакцию, в которой принимают участие все части молекулы, входящие во фрагменты I, II и III [23]. Вполне возможно, что наиболее важным моментом для выяснения структуры молекулы является тот факт, что все указанные биологические свойства сохраняются после расщепления молекулы на три части. Это дает веские основания для предположения, что папаин гидролизует пептидные связи на небольшом уязвимом участке и что исходная молекула состоит из определенных частей, пространственная структура которых не затрагивается при гидролизе. Нисонов и сотр. [24] показали, что при гидролизе пепсином образуется одна фракция с молекулярным весом около 100 ООО, в которой сохраняются оба участка антитела. При восстановлении цистепном в низкой концентрации эта фракция расщепляется на равные части, которые по биологическим и химическим свойствам очень сходны с фрагментами [c.104]

В пределах каждого района имеется по два остатка цистеина в первом районе эти остатки находятся в позициях 34 и 134 и разделены 100 остатками, во втором — остатки цистеина расположены в позициях 338 и 446 и разделены 108 остатками. Такое регулярное расположение остатков цистеина дает основание предположить, что они принадлежат к числу остатков полуцисте-инов, формирующих попарно две внутрицепочечные дисульфид-ные связи соответственно в первом и втором из рассматриваемых районов. В таком случае пространственная структура внеклеточной части рецептора гормона роста может быть представлена в виде двух доменов, разделенных шарнирным участком (рис. 16). Второй шарнирный участок отделяет оба домена от внутримембранного участка рецептора. Можно допустить, что расположенный между доменами первый шарнирный участок позволяет им сблизиться и сформировать компактную глобулярную структуру наподобие вариабельных доменов легкой и тяжелой цепей иммуноглобулинов и вариабельных доменов таких двухцепочечных рецепторов, как антигенсвязывающий рецептор Т-лимфоцитов (см. рис. 14). [c.60]

Сведения об аллотипических маркерах иммуноглобулинов кролика и их локализации (табл. 4) служат независимым подтверждением полигенного контроля за их синтезом (см. гл. 5). Ведь только для С -района существуют две независимые группы маркеров, ассоциированных с участками молекулы, значительно отличающимися и по первичной, и по пространственной структуре. Антигенная специфичность маркеров группы с1 определяется как аминокислотными заменами в позиции 225, так и расположенной в районе талии дисульфидной связью [c.84]

Таким образом, имеется ряд убедительных доказательств в пользу существования независимого относительного движения отдельных субъединиц иммуноглобулинов. Можно предположить, что такого рода гибкость молекул иммунопобулинов важна дтя оптимальной реакции антител, имеющих одинаковое стерическое строение, с антигенами, пространственная структура которых очень разнообразна. Гибкость, в частности, очень важна для реакции антитела обоими активными центрами с одной молекулой антигена. В этом случае, как следует из данных, полученных в лаборатории Каруша (Karush, 1970), реакция антиген — антитело более эффективна, чем в случае, когда антитело реагирует с небольшим моновалентным гаптеном той же специфичности. [c.29]

Рис. 3-32. Ленточные модели пространственной структуры некоторых белковых доменов с разной организацией, А. Цитохром однодоменный белок, почти целиком состоящий из а-спиралей, Б. NAD-связанный домен лактат-дегадрогеназы, состоящий из смеси а-спиралей и Р-слоев. Б. Изменчивый домен одной легкой цепи иммуноглобулина в виде сандвича из двух -слоев. На этих рисунках а-спирали и соединительные цепи окрашены, а цепи, составленные из -атоев, изображены серыми стрелками. Обратите внимание, что полипептидная цепь, как правило, пересекает домен два раза, делая резкие изгибы только на поверхности белковой молекулы, (Рисунок любезно предоставлен Jane Ri hardson.)

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]

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]

Представление о пространственной огранизации белковой цепи не только в виде цельной компактной глобулы, но и в форме нескольких слабо связанных между собой глобулярных областей неоднократно высказывалось рядом авторов при анализе кристаллографических структур отдельных белков. Впервые это было сделано Д. Филлипсом в 1966 г. при описании структуры лизоцима в виде нескольких компактных глобулярных блоков [219]. Подобные, но более обособленные друг от друга структурные образования были отмечены у иммуноглобулинов Б. Каннингхэмом и сотр. в 1971 г. [220]. Для характеристики трехмерных структур белков этой группы ими была сформулирована гипотеза доменов в предположении о независимости генетического контроля каждой структурно автономной области. Вне связи с иммуноглобулинами доменная организация трехмерной структуры была отмечена в 1972 г. Дж. Бирктофтом и Д. Блоу у а-химотрипсина [221]. Нативная конформация этого белка включает два домена, каждый из которых, по мнению некоторых авторов, имеет цилиндрическую [c.307]

К. Анфинсен обнаружил существование двух доменов у стафилококковой нуклеазы [225]. Они обладают повышенной стабильностью, проявляющейся в большей денатурационной устойчивости. Доменная структура КАО(никотинамидадениндинуклеотид)-зависимых дегидрогеназ, как и у иммуноглобулинов, связывается со слиянием генов. У лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, алкогольдегидрогеназы и глицеральдегид-З-фосфатдегндрогеназы один из структурных доменов везде выполняет одну функцию, являясь NAD-связьгеающим центром. В связи с этим он отличается в ряду перечисленных ферментов большим постоянством в своем химическом и пространственном строении [226]. В два домена складываются также полипептидные цепи фосфоглицераткиназы и гексакиназы [227—229]. [c.308]

Концепция специфических рецепторов на клеточной поверхности была вьщвинута Паулем Эрлихом в начале XX в. Для объяснения специфичности рецепторов использована модель ключ—замок , ранее разработанная Фишером для селективного ферментного катализа. Нужно отметить, что пространственное совпадение элементов типа ключ—замок — очень устойчивый алгоритм воображения, основанный на бытовых навыках. Огромный экспериментальный материал электроэнцефалографии практически ничего не прибавил к этой механической модели. При моделировании взаимодействия регуляторных пептидов с мембранными рецепторами предполагается, что определенный участок рецептора зеркально и комплементарно соответствует структуре лиганда (Говырин, Жоров, 1994). Внешние участки некоторых рецепторов частично сходны с вариабельной частью молекулы у-глобулина, поэтому на схемах их изображают в виде вилочек. На основании этой же модели предполагается, что некоторые синтетические пептиды могут частично комплементарно совпадать с Рс-участком иммуноглобулинов, возбуждая аллергическую реакцию организма. [c.126]

На рис. 25 представлено пространственное расположение VH-петли от МНг-концевой аминокислоты (№ 1) до 104-й. Образующий петлю полипептид оказался уложенным примерно параллельными складками без спирализованиых участков. Замечательно, что при такой укладке все три гипервариабильные области оказались сближенными. Они как бы образуют участок некоей поверхности. Примерно такая же конфигурация характерна для остальных петель структуры обеих цепей иммуноглобулина. Точками на рис. 25 отмечены участки контакта Vn-петли с противолежащей ей VL-петлей, пространственную конфигурацию которой можно себе представить как зеркальное отражение структуры, изображенной на рисунке. На участках контакта действуют гидрофобные, водородные и иные силы, связывающие цепи между собой. Можно заметить, что эти участки расположены примерно в одной плоскости. [c.100]

Трехмерная структура аР-формы ТкР - скелетно-ленточная двухцепочечная модель. В синий цвет окрашена а-цепь (аминокислотные остатки 1-213), в зеленый - р-цепь (аминокислотные остатки 3-247). Стрелками изображены антипараллельные тяжи Р-структуры, обозначенные строчными буквами латинского алфавита, как это общепринято для описания пространственной укладки иммуноглобулинов. Четыре внутридоменные и одна С-концевая межцепо-чечная дисульфидные связи показаны лиловым цветом, атомы серы - желтыми шариками. [c.116]

Высшие параметры структуры у различных иммуноглобулинов еше более однотипны и получили название иммуноглобулиновой уиаковки, характеризующейся стандартным расположением доменов по отношению друг к другу и общими закономерностями их пространственной ориентации. [c.87]

Множественные аминокислотные различия обнаружены и между аллельными вариантами каппа-цепей иммуноглобулинов крысы (Vengerova е. а., 1972 Gutman е. а., 1975). В этом случае каппа-цепи различаются по 10 остаткам и одной делеции. Распределение положений, где наблюдаются аминокислотные замены, неслучайно по отношению к трехмерной структуре постоянной области каппа-цепей иммуноглобулинов крысы. Большая часть этих положений локализована на наружной части цепи, причем различия в положениях 153 и 155, с одной стороны, и в положениях 184, 185 и 188 с другой, пространственно аналогичны тем положениям, где наблюдаются замены между аллельными вариантами каппа-цепеи человека и изотипами ламбда-цепей. [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология