им сродством к брадикинину. Если эффективность связывания брадикинина с антителами условно принять за 100%, то связывание синтетических структурных аналогов брадикинина, у которых одна из восьми аминокислот нонапептида заменена на аланин, будет характеризоваться следующими относительными показателями (в %):

12 34 567 89

Брадикинин ??2—Arg—Pro—Pro—Gly—Phe—Ser—Pro—Phe—Arg—COOH Связывание, % 7 0,3 1,7 2,2 71 25 50 160

Так, например, показатель эффективности связывания структурного аналога брадикинина, отличающегося только тем, что остаток пролина в положении 2 заменен на аланин, равен 7%. Более того, при замене l -пролина в положении 2 или 7 на d -пролин показатель связывания снижается до 7%. При замене l -пролина на d -пролин в положении 3 показатель связывания меньше 1 % - Таким образом, интактность всей структуры брадикинина важна для его эффективного связывания со специфическим антителом. Известны, однако, примеры и другого характера. Можно получить антитела, которые взаимодействуют только с одной определенной группировкой гетероолигомерного антигена. Это можно проиллюстрировать на примере реакции антител классов IgG и IgM против группового вещества А крови (разд. 32.4). Структура этого вещества:

GalNAcal ->- 3GaIpl ->- 4GIcNAc—R

2

? 1

Fuc

30. ИММУНОХИМИЯ

12G7

где R — производное галактозы. Антитела класса IgG связывают •очень хорошо групповое вещество А, хуже трисахарид GalNAccd->-—*3GalJ3l-—>4GlcNAc и совсем слабо моносахарид ?-ацетилга-лактозамин. В то же время соответствующие антитела класса IgM одинаково хорошо связывают групповое вещество А крови, трисахарид и ?-ацетилгалактозамин; это позволяет сделать заключение о том, что антитела класса IgM комплементарно связывают только ?-ацетилгалактозамин, а другие остатки пентасахарнда не влияют на сродство антигена к антителу. Таким образом, в зависимости от характера антител против данного антигена одна или несколько функциональных групп последнего определяют его сродство к антителу.

30.1.4. Синтез антител

Синтез антител осуществляется по общим путям белкового синтеза (гл. 26). L- и ?-цепи синтезируются двумя различными типами полирибосом, которые можно разделить при градиентном центрифугировании. Полирибосомы, на которых синтезируются L-цепи, седиментируют медленнее, чем полирибосомы, синтезирующие ?-цепи; при этом размеры полирибосом обоих типов таковы, что в их составе может находиться мРНК, кодирующая всю тяжелую цепь. Результаты изучения скорости синтеза аитител свидетельствуют о том, что синтез L-цепей заканчивается раньше; они освобождаются с полирибосом, образуя небольшой фонд свободных цепей, которые присоединяются к частично синтезированным ?-цепям, еще находящимся на рибосомах. Освобождение Н-цепей с полнрибосом происходит только после образования их комплекса с L-цепями. Затем к ?-цепям присоединяется углеводный компонент. Образование комплекса Н- и L-цепей, необходимое для освобождения первых с полирибосом, возможно, является одним из звеньев механизма регуляции скорости синтеза молекулы всего антитела.

Установлено также, что мРНК L-цепей кодирует последовательность белка-предшественника, содержащего на 19—22 аминокислотных остатка больше, чем L-цепь. Эти остатки находятся на ?-конце предшественника; в их число входят в основном гидрофобные аминокислоты, преимущественно лейцин. Они удаляются после завершения сборки интактной молекулы иммуноглобулина. Установлено также, что в секретирующих иммуноглобулины клетках синтез L-цепей происходит на полисомах, связанных с мембранами; в культивируемых миеломных клетках, секретирующих незначительное количество иммуноглобулинов, число связанных с мембранами полисом невелико. Эти данные дают основание предполагать, что гидрофобный пептид участвует в направленном выве-•дении иммуноглобулинов из клетки, подобно тому как это проис-

1208

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

ходит при выведении других секретируемых белков (гл. 41). Данных о наличии предшественника ?-цепи не имеется.

Синтез иммуноглобулинов происходит в результате кооперативного функционирования нескольких групп клеток, которые образуются в костном мозге. Клетки одной группы, В-лимфоциты, потенциально способны образовывать антитела; они покидают костный мозг и заселяют периферическую лимфоидную ткань, прежде всего лимфатические узлы и селезенку. Другая группа клеток, покинув костный мозг, попадает в тимус (гл. 47); там эти клетки превращаются в Т-лимфоциты и затем с кровью переносятся в периферическую лимфоидную ткань.

Клетки, потенциально способные превращаться в Т-лимфоциты, могут также прямо из костного мозга попадать в лимфатические узлы или селезенку и там претерпевать превращение под влиянием гормонов тимуса (гл. 47). Роль в синтезе иммуноглобулинов третьей группы одноядерных клеток — макрофагов — связана с их способностью поглощать (фагоцитоз) и частично расщеплять корпускулярные чужеродные объекты, например микроорганизмы, белковые агрегаты и т. д. Образующиеся в результате деятельности макрофагов продукты являются антигенными стимулами для Т- и В-клеток, которые далее кооперативно функционируют в синтезе иммуноглобулинов. Возможно, Т-клетки распознают некую часть антигена (носитель), которая необязательно идентична антигенной детерминанте. Таким образом, для образования иммуноглобулинов необходимо взаимодействие как минимум трех групп клеток.

Помимо кооперирования с В-клетками и макрофагами при синтезе иммуноглобулинов Т-клетки выполняют также ряд других функций. При повторном взаимодействии с антигеном они секре-тируют лимфокины, которые участвуют в формировании клеточного иммунитета. Лимфокины, видимо, активируют или ингибируют макрофаги и тормозят миграцию лейкоцитов. Определенный тип Т-клеток способен также узнавать и разрушать раковые клетки; этот феномен известен под названием иммунологический надзор. Разнообразие функций Т-клеток свидетельствует об их гетерогенности, причем каждый определенный тип клеток выполняет свою специфическую функцию. Среди Т-клеток можно выделить клетки-хелперы (помощники, взаимодействующие с В-клетками в процессе образования антител), клетки-супрессоры (тормозящие ответные иммунологические реакции) и клетки-килеры (убийцы) (обладающие цитотоксическим или литическим действием).

На поверхности многих лимфоидных клеток находятся иммуноглобулины, которые функционируют в качестве рецепторов. При взаимодействии с антителами против иммуноглобулинов рецепторы собираются на поверхности клетки в виде пятнышек, последние затем перемещаются в одну область и образуют «шапочку». «Ша-

30. ИММУНОХИМИЯ

1209

почка» может подвергнуться эндоцитозу, в результате клеточная поверхность будет лишена рецепторов; однако затем они появляются снова. Образование пятнышек и «шапочек» может индуцироваться лектинами — растительными белками, способными специфически связываться с углеводными компонентами рецепторов; например, агглютинин из пшеничных зерен связывает ?-ацетил-глюкозамингликозиды, а конканавалин А из канавалии мечевидной связывает маннозиды. Лектины вызывают образование «шапочек» у малых лимфоцитов, индуцируют их деление и дифференциацию в более крупные активно метаболизирующие клетки (бласт-клет-ки) с хорошо развитым эндоплазматический ретикулумом и большим количеством рибосом. Некоторые лектины действуют только на Т-клетки, а другие — и на Т- и на В-клетки; конканавалин действует только на Т-клетки. Лимфоидные клетки, вступавшие ранее в контакт со специфическим антигеном, при повторной встрече (через некоторое время) с этим антигеном также претерпевают олйсг-трансформацию. Обычно в ответ на введение антигена бласт-трансформацию претерпевает лишь небольшая часть лимфоидных клеток, вероятно именно те клетки, которые уже ранее контактировали с данным антигеном; в то же время при действии лектинов образуется много бласт-клеток. Эти наблюдения позволяют предположить, что появление пятнышек и «шапочек» является признаком образования антител специфическими клетками в ответ на определенный антиген, но детали этого процесса остаются неясными.

30.1.5. Происхождение гетерогенности антител

Поскольку все антитела имеют сходную структурную организацию, одно время предполагали, что специфичность, проявляемая ими при связывании антигена, обусловлена различиями не первичной, а третичной структуры. Это предположение оказалось неправильным, поскольку было установлено, что после денатурации антител гуанидинхлоридом в присутствии восстановителей (которые расщепляли дисульфидные связи) активность антител можно восстановить, если удалить гуанидинхлорид в условиях, при которых происходит окисление сульфгндрильных групп. Таким образом, трехмерная структура иммуноглобулинов, так же как и других белков, определяется их аминокислотной последовательностью. Специфичность связывания антигена действительно обусловлена трехмерной структурой антитела, но только в том смысле, что эта структура обеспечивает сближение и надлежащую взаимную ориентацию специфических участков полипептидной цепи с образованием связывающего участка.

Чтобы объяснить образование специфических антител одним клоном В-кдеток (разд. 30.1.4), предполагают, что V- и С-участки

1210

IV. жидкая среда организма

кодируются разными генами, причем число С-генов ограниченно, а количество V-генов чрезвычайно велико. Существует простая гипотеза, согласно которой происходит транслокацня на уровне ДНК или мРНК, приводящая к образованию полных генов отдельно для L- и для ?-цепей. Хотя механизм формирования генов антител еще не установлен, однако ясно, что, поскольку специфичность антител определяется различиями в аминокислотной последовательности, должны существовать огромные запасы информации для тысяч генов, кодирующих различные антитела. Антиген должен прямым или косвенным образом стимулировать образование клона клеток, способных к синтезу одного специфического типа антител. Этот процесс резко отличается от образования других белков, например ферментов, когда образуется только один фермент или несколько изоферментов с одина