Конформационные изменения антител

Поскольку индольная флуоресценция триптофана наиболее интенсивна среди природных аминокислот, она в основном ответственна за флуоресценцию большинства белков и находит различные применения в биологии и медицине, например в качестве пробы для выяснения структурных и конформационных изменений в белках, оценки совместимости антител в иммунологии и выяснения механизма действия ферментов [136, в, 15]. Примером, в частности, может служить гидролаза — лизоцим, содержащий шесть остатков триптофана, в том числе три, по-видимому, ассоциированы с активным участком. Присоединение субстрата приводит к голубому смещению в эмиссионном спектре на 10 нм, от 335 к 325 нм, сопровождающемуся повышением квантового выхода. Такое поведение интерпретируется как указание на взаимодействие между карбоксильными и индольными группами активного центра, которое исчезает при присоединении к субстрату [16]. [c.494]

Большой интерес в связи с рассматриваемым вопросом о наличии конформационных изменений антител вызывают работы, которые указывают на возможность аллостерических кооперативных изменении между субъединицами молекул антител после связывания антигена. [c.31]

Чувствительность в определении единичных аминокислотных замен в случае моноклональных антител значительно выше по сравнению с антисывороткой и позволяет использовать моноклональные антитела даже для детекции тонких конформационных изменений молекулы белка. Благодаря высокой чувствительности, с которой моноклональные антитела определяют антигенные детерминанты, их можно использовать для точного установления границ и структуры детерминант, а также для идентификации и выделения чистых специфических пептидных фрагментов антигена. [c.306]

На рис. 7.5 показана кинетическая модель транспорта ионов, не отражающая молекулярных механизмов данного процесса. В частности, следует отметить, что вращение переносчика нонов в мембране, предлагаемое данной моделью, пока еще окончательно не подтверждено экспериментально. Напротив, как было показано, по крайней мере для системы транспорта Са + саркоплазматического ретикулума, ионы кальция переносятся даже в том случае, если антитела блокируют движение его переносчика [14]. Вероятно, согласно модели, предложенной С. Сингером, не вращение, а конформационные изменения переносчика, обеспечивают транспорт ионов (рис. 7.6). [c.175]

После связывания антигена с антителом конформационные изменения константных доменов определяют путь удаления антигена в организме. [c.27]

Предложены три разных механизма нейтрализации. Один из них основан на полимеризации, второй — на конформационных изменениях и третий — на соединении пентамеров в вирионе. При наличии нейтрализующих антител в антисыворотке изо-электрическая точка полиовируса изменяется от 7 до 4 это [c.209]

Рассмотрен подход к решению обратной структурной задачи, основанный на физической конформационной теории природных пептидов и белков, прежде всего оценке особой роли ближних взаимодействий в их структурной организации и использовании классификации пептидных структур на шейпы, формы и конформации. Показано, что можно добиться целенаправленного и контролируемого изменения структуры пептида за счет ближних взаимодействий простыми средствами, выработанными в процессе эволюции органического мира. Изложенный в книге подход к решению обратной задачи позволяет заранее, еще до синтеза и биологических испытаний целенаправленно конструировать модели искусственных аналогов, пространственные структуры которых отвечают низкоэнергетическим и физиологически активным конформационным состояниям природного пептида. Возможности теоретического моделирования искусственных аналогов продемонстрированы на конкретных примерах. Полученные результаты подтверждают необходимость его использования в изучении молекулярных механизмов функционирования пептидных гормонов, катализа ферментов, взаимодействий антител с антигенами и т.п. (см. гл. 17). [c.590]

Молекулы АТ обладают некоторой гибкостью, т. е. способностью к конформационным превращениям. С помощью поляризованной люминесценции комплексов IgG с люминесцирующими красителями были установлены времена вращательной релаксации т, оказавшиеся порядка 50 не (см. 5.5). Эти значения соответствуют броуновскому вращательному движению не всей молекулы белка, но малых ее участков, т. е. указывают на гибкость молекулы белка. По-видимому, домены обладают подвижностью. Взаимодействие гаптена с АТ приводит к заметному увеличению X, что указывает на изменение конформации АТ. Было установлено, что при образовании комплекса АТ—А Г конформация АГ также меняется. Данные оптических измерений подтверждаются исследованиями спектров электронного парамагнитного резонанса антител, содержащих парамагнитные метки. [c.126]

Исследования структуры полимера (СО) в растворе показали, что эта молекула может существовать в одной из двух альтернативных форм, а именно в правой В-форме или левой 2-форме. Эти две формы переходят друг в друга при изменении ионной силы раствора или катионов, нейтрализующих отрицательный заряд на фосфодиэфирном каркасе. Природные молекулы ДНК в основном существуют в правой В-форме, если они не содержат последовательностей типа (ОС) . Однако если такие последовательности входят в состав ДНК, то эти участки при соответствующих условиях могут переходить в 2-форму. Возможность такого перехода указывает на то, что две цепи в двойной спирали ДНК находятся в динамическом состоянии и могут раскручиваться друг относительно друга, переходя из правой формы в левую и наоборот. Ясно, что молекулы ДНК для этого должны быть довольно лабильны и допускать конформационные превращения. Биологические следствия такой лабильности структуры ДНК пока не вполне понятны. Специфичные к 2-ДНК антитела реагируют с определенными участками гигантских хромосом клеток слюнных желез дрозофилы, что свидетельствует о том, что ДНК в хромосомах существует в обеих формах (рис. 4.17). [c.115]

Развитие новых направлений биосенсометрии, видимо, будет зависеть от успехов микроэлектроники, основанной на применении продуктов биотехнологии, например ферментов и антител. Недавно были созданы ион-селективные транзисторы на основе полевого эффекта (РЕТ ы) в таких устройствах на изолирующий слой транзистора помещается мембрана с избирательной проницаемостью. На поверхность транзистора можно было бы-нанести ферменты и антитела так, чтобы он чувствовал связывание белка и/или возможные его конформационные изменения и/или реакцию с субстратом. Первым шагом здесь является разработка чувствительного к пенициллину FET a, в котором применен фермент пенициллиназа ( aras, Janata, 1980). [c.346]

Круговорот маннозофосфатного рецептора был прослежен с помощью специфических антител, позволяющих локализовать этот белок в клетке. В норме рецепторы маннозо-6-фосфата обнаруживают в мембранах аппарата Гольджи и эндолизосом, но не в зрелых лизосомах. Если некоторые культивируемые клетки обработать слабым основанием (например аммиаком или хлорохином), которое накапливается внутри органелл с кислой средой и поднимает там рП до нейтрального, то рецепторы исчезают из аппарата Г ольджи и появляются в эндолизосомах. Можно вызвать в таких клетках возвращение рецепторов в аппарат Гольджи, либо удалив слабое основание, либо добавив в культуральную среду большое количество маннозо-6-фосфата. При обоих воздействиях рецептор отделяется от связанного с ним фермента в эндолизосоме, в одном случае в результате вторичного закисления среды в органелле, а в другом - за счет конкурентного связывания с рецептором поглощенного маннозо-6-фосфата. Эти эксперименты свидетельствуют о том, что перемещению рецептора обратно в аппарат Г ольджи способствует его конформационное изменение, связанное с отщеплением гидролазы. [c.70]

На практике данный подход был реализован на примере многих низкомолекулярных антигенов и других ферментов — малатдегидрогеназы печени свиньи и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, и также известен под названием EMIT . Используют конъюгаты ферментов с гаптенами, которые незначительно отличаются по активности от нативного фермента. При взаимодействии с антителами против гаптена в молекуле фермента происходят конформационные изменения, затрагивающие структуру активного центра, в результате чего ферментативная активность сильно падает. Введение в реакционную систему свободного антигена приводит к уменьшению концентрации комплексов конъюгат—антитело, а сдедовательно, измеряемая активность при увеличении концентрации анализируемого соединения также возрастает. [c.117]

Принято считать, что обработка белков ДСН вызывает у них сильные конформационные изменения, которые могут приводить к изменению структуры или к полной утрате антигенных детерминант и активных центров ферментов. В то же время без такой обработки невозможно добиться того, чтобы все белки несли отрйцательный заряд и мигрировали к аноду в условиях электрофоретического фракционирования и переноса. То, что обработанные ДСН белки после переноса проявляют антигенную активность, может объясняться их частичной ренатурацией после удаления додецилсульфата в ходе отмывки блота. Другое возможное объяснение заключается в том, что антигенная активность, обнаруживаемая на блотах, связана только с теми эпитопами белков, которые зафиксированы непосредственно на уровне первичной структуры. Не исключено, что возможность обнаружения антигенов после обработки ДСН и переноса в действительности обусловлена сочетанием обоих названных факторов. В пользу первого предположения свидетельствуют результаты обнаружения как нативных, так и обработанных ДСН белков с помощью различных моноклональных антител. Более того, нам удавалось непосредственно зарегистрировать фермен- [c.352]

Важнейшими рецепторами поверхностной мембраны макрофагов являются F -рецепторы, способные связывать иммунные комплексы и тем самым облегчать фагоцитоз патогенных агентов, которые соединились со специфическими антителами против их антигенов. Специфические антитела против конкретного антигена составляют очень небольшую часть всех иммуноглобулинов плазмы. Поэтому важно, чтобы F -рецепторы фагоцитов отличали антитела, связанные со своим антигеном, от свободных антител. При формировании иммунного комплекса иммуноглобулины претерпевают агрегацию и конформационные изменения в области F -фрагмента. Эти изменения объясняются поливалентностью антигена. В результате резко возрастает аффинитет связывания иммуноглобулинов с F -рецепторами, которые являются изотип-спе-цифическими, т. е. существуют особые F -рецепторы для каждого класса иммуноглобулинов. IgG-антитела в составе соответствующих иммунных комплексов распознаются и связываются F yR, которые экспрессированы на мембранах моноцитов/макрофагов в количестве 10 рецепторов на клетку [37]. [c.151]

Предполагаемся, что многие ферменты в отсутствие субстратов находятся в неактивном состоянии и что функциональные группы их активных центров не ориентированы в пространстве надлежащим образом для взаимодействия с комплементарными группами субстрата. Однако при связывании специфического субстрата происходит такое конформационное изменение фермента и, следовательно, его активного центра, в результате которого соответствующие К-группы центра занимают необходимое для взаимодействия с субстратом положение это обеспечивает осуществ- ление каталитического процесса. Такие индуцированные субстратом конформационные изменения называют индуцированным со--ответствием его иллюстрирует схема, приведенная на рис. 8.8. Убедительные данные, свидетельствующие о конформационных изменениях щ)и связывании субстрата, основаны главным образом иа сравнении структур фермента, полученных методом рентгеноструктурного анализа, в присутствии и в отсутствие ингибиторов. В качестве примера можно указать на соответствующие данные для карбоксипептидазы (разд. 9.3.4) и лизоцима (разд. 9.3.3). Кроме того, ряд свойств ферментов, находящихся в растворенном состоянии, указывает на различие их конформации в присутствии и в отсутствие субстратов. Например, некоторые ферменты в присутствии субстратов утрачивают способность взаимодействовать со специфическими антителами многие ферменты в присутствии специфических субстратов оказываются более стабильными в отношении тепловой денатурации, у них изменяются показатели оптического вращения, они перестают диссоциировать на субъедини-ды у некоторых ферментов изменяются седиментационные характеристики. Принято считать, что в результате индуцированного со- ответствия может увеличиваться скорость некоторых ферментативных реакций однако обусловленное этим механизмом увеличение скорости, вероятно, относительно невелико по сравнению с соответствующими эффектами, обусловленными другими механизмами. [c.288]

Проблема существования конформационных изменении в молекуле антитела при реакции с антигеном представляет интерес как для биохимиков, изучающих структуру бечков, так и для иммунологов. Известно, что есть свойства, общие для всех молекул антител данного класса, например связывание комплемента, действие на тучные клетки (которое приводит к выбросу из них гистамина), а также стимуляция лимфоцитов с последующей дифференцнровкой и синтезом антител либо толерантностью. За все эти функциональные свойства ответственны определенные участки F -фрагмента, однако при физиологических условиях [c.29]

Одна серия экспериментов, выполненная в лаборатории Кошленда (Brown, Koshland, 1975), основана на исследовании способности F -фрагмента к фиксации комплемента в результате связывания антителом антигена. В этих опытах использовали IgM-антитела против бета-лактозида. Сам по себе этот гаптен не индуцировал комплементсвязывающую активность. Только после присоединения к неспецифическому белковому носителю (РНКаза с одним гаптеном на моль) он приобрел способность вызывать такую активность. Поскольку такой антиген был моновалентен, то он не мог обусловить агрегацию или поперечную сшивку молекул IgM—антител, что, как известно, может явиться причиной активации системы комплемента. Другое объяснение, а именно, что функционирование определенных участков F -фрагментов зависит от конформационных изменений вследствие связывания антигена в активном центре, является более вероятным. Это объяснение предполагает наличие аллостерических свойств у иммуноглобулинов. [c.31]

Эти наблюдения казались в высшей степени загадочными, пока не была открыта решающая роль гликопротеинов МНС в представлении антигенов Т-клеткам. Тепфь их можно объяснить, просто предполагая, что у особей, генетически не отвечающих на какой-либо простой антиген (обычно с одной антигенной детерминантой), нет такой молекулы МНС, которая могла бы связать антигенную детерминанту и эффективно представить ее соответствующей Т-клетке. Это предположение получило сильную поддержку в результате исследований in vitro, показавших, что очищенные молекулы МНС класса II отвечающего животного могут связать соответствующий антигенный пептид, а генетически не отвечающего - не могут. В дальнейших исследованиях было установлено, что у молекул класса II имеется лишь один антиген-связывающий участок (как и у молекул МНС класса 1-см. рис. 18-57), который может связывать весьма разнообразные пептиды со средней константой сродства (Ка) ОКОЛО Ю л/моль (ДО = — 8,5 ккал/моль, что эквивалентно энергии образования примерно восьми водородных связей см. разд. 3.1.1). При этом скорость связывания невелика (примфно в 10 раз меньше, чем при типичной реакции антитело-антиген), а будучи связанным, пептид освобождается со временем полужизни более суток. Возможно, что для освобождения пептида необходимо медленное конформационное изменение молекулы МНС. [c.280]

Предполагают, что для прочного связывания lq необходима определенная конформационная перестройка IgG. Это предположение базируется на том, что IgG в форме комплекса с антигеном, а также IgG, агрегированный иными способами (прогреванием при 63°С, сшивкой бифункциональными реагентами), прочно связывает lq. IgM прочно связывает lq также после его агрегации. Но это условие не является обязательным. Как убедительно показали Х.-Ч. Чианг и М. Кошланд (Н.— h. hiang, М. Koshland, 1979), даже комплекс IgM-антител с одновалентным гаптеном имеет высокое сродство к lq. Хотя агрегации IgM не происходит, наблюдаются вызванные гаптеном изменения конформации иммуноглобулина, в том числе F -участка молекулы. Все эти данные позволяют предполагать лишь, что связывание lq — кооперативный процесс, и прочная фиксация достигается скорее всего в случае соединения lq с иммуноглобулинами по нескольким точкам. Так как в молекуле IgG два центра для связывания lq, но стерически доступен, по-видимому, только один, для связывания lq по нескольким точкам необходимо сближение в пространстве нескольких эффекторных центров. Это достигается при агрегации IgG или его фиксации на нерастворимом носителе. В молекуле IgM пять доступных для lq центров. Поэтому кооперативный эффект при взаимодействии может быть достигнут даже при формировании эквимолекулярного комплекса, но при условии, что все центры для связывания lq в молекуле IgM будут располагаться в пространстве наиболее благоприятным образом для фиксации лиганда. Этому, очевидно, способствует гаптен, связывающийся с IgM-антителами. [c.136]

Если весь процесс иммуноферментного анализа условно разделить на три основные стадии - формирование специфического комплекса антиген — антитело (иммунохимический процесс), введение в него метки и ее визуализация тем или иным физическим способом, то можно заметить, что основное внимание в данной книге фокусируется на второй и третьей стадиях, представляющих преимущественно энзимологический аспект проблемы. В книге рассмотрены практически все известные способы регуляции активности ферментов, как химические (с помощью активаторов, ингибиторов, субстратов, простетических групп), так и физические (путем изменения активности ферментов при образовании комплекса антиген — антитело, с помощью ультразвука, конформационных и диффузионных ограничений). Главное достоинство монографии состоит в том, что в ней, по-видимому, впервые комплексно рассмотрены возможности регуляции активности ферментов, которые могут быть использованы для создания методов иммуноферментного анализа. В этом смысле оправдано английское название книги Enzyme-mediated immunoassay , которое буквально переводится, как Иммунный анализ, опосредованный через ферменты . [c.5]

ЛИТЬ по образованию продуктов катализируемой им реакции. Большинство используемых ферментных меток способно за 1 мин при обычных температуре и давлении превращать в продукты 10 молекул субстрата в расчете на одну молекулу фермента. Каталитическая эффективность фермента сильно зависит от его трехмерной структуры (конформации), Пространственная структура фермента, как и любого белка, поддерживается многочисленными нековалентными взаимодействиями, такими, как гидрофобные и водородные связи, ионные контакты, а также ковалентными дисульфидными связями. Трехмерная структура фермента обеспечивает близкое соседство определенных аминокислотных остатков в положениях, наиболее выгодных для осуществления катализа. Нековалентные химические связи непрочны и легко разрушаются или ослабляются под влиянием тепловой энергии или дополнительных нековалентных взаимодействий, возникающих, например, при связывании ионов, хао-тропных агентов, детергентов, липидов и т. д. Известно, что присоединение к ферменту другой молекулы (скажем, аллосте-рического эффектора) в области, удаленной от активного центра (т. е. каталитического центра), может вызвать конформацион-ную перестройку, изменяющую пространственное расположение аминокислотных остатков в этом центре. Изменения в некова- лентных взаимодействиях, приводящие к новой, необычной конформации фермента, способны существенно повлиять на каталитическую активность. Подобная конформационная гибкость становится одной из помех при использовании фермента в качестве метки. Однако эта же гибкость полезна для разработки иммуноферментного анализа без разделения компонентов, основанного на вызываемых антителами изменениях в конформации конъюгата [лиганд — фермент]. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в их молекулах многочисленных функциональных групп (аминогрупп, сульфгидрильных, карбоксильных, карбамоильных, остатков тирозина), через которые можно ковалентно присоединять молекулы лигандов. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология