Антитіло

Антитíлоімуноглобулін, який продукується В-лімфоцитами у відповідь на антиген і призначений для нейтралізації останнього.

Історична довідка

Існування антитіл («антитоксинів») в сироватці крові ссавців було відкрито Е. фон Берінгом, за що він отримав першу в світі Нобелівську премію з фізіології та медицини (1901). Будову молекули антитіла встановлено лише в 1960-х, за що Нобелівську премію 1972 отримали Дж. Едельман та Р. Портер.

Структура

Молекула антитіла складається із двох типів поліпептидних ланцюгів: важкого (Н, від англ. heavy) й легкого (L, від англ. light). Важкі ланцюги поділяють на класи: α, µ, γ, ε, δ, — і, відповідно, розрізняють п’ять класів імуноглобулінів: IgA, IgM, IgG, IgD, IgE. Для легких ланцюгів виділяють типи κ і λ. У структурі молекули імуноглобуліну по два важких і легких ланцюги, розташованих симетрично. Важкий ланцюг складається із 440–450 амінокислотних залишків (µ-ланцюг із 550 залишків) і має молекулярну масу близько 50 КДа, а легкий ланцюг складається із 220–230 залишків з молекулярною масою близько 25 КДа. Ланцюги з’єднані між собою дисульфідними зв’язками, зосередженими у так званій шарнірній ділянці або «талії» молекули. Внутрішньоланцюгові дисульфідні зв’язки замикають домени приблизно по 80 амінокислотних залишків; їх 2 у легкому і 4 у важкому ланцюгах (5 у µ-ланцюгу). Відмінності між амінокислотними послідовностями різних антитіл локалізовані у перших (N-кінцевих) доменах важкого і легкого ланцюгів. Відповідно, розрізняють константні (С, від constant) і варіабельні (V, від variable) домени. Так, легкий ланцюг містить один С- і один V-домен, а важкий — один V- і три (µ-ланцюг — чотири) С-домени. Клас імуноглобулінів та їхні біологічні функції визначає С-домен, а специфічність антитіла до певного антигену — V-домен. У складі V-домену виділяють гіперваріабельні ділянки, де переважно локалізуються відмінності між антитілами різної специфічності. Таких ділянок по 3 у V-доменах важкого і легкого ланцюгів. Саме ці ділянки утворюють активний центр — сайт зв’язування антигену. Їх називають ділянками, що визначають комплементарність антигена і антитіла. Між ними є менш варіабельні каркасні ділянки. Сайт зв’язування антигену — це порожнина глибиною близько 15 Ǻ, в утворенні якої приймають участь гіперваріабельні ділянки V-доменів важкого і легкого ланцюгів, зближені у просторовій (третинній) структурі молекули. Розміри порожнини варіюють у антитіл різної специфічності і можуть складати 15 х 6 х 8Ǻ або 12 х 20Ǻ. Кожна молекула антитіла має два сайти зв’язування антигена: у кожної симетричної половинки молекули. Антиген зв’язується з антитілом нековалентно, за допомогою іонних, водневих чи гідрофобних зв’язків. Шляхом протеолізу можна отримати фрагменти імуноглобулінів, частина з яких зберігає здатність зв’язуватися з антигеном. Найчутливішою до протеолізу є шарнірна ділянка завдяки наявності великої кількості залишків цистеїну та проліну, що забезпечують гнучкість поліпептидних ланцюгів і доступність до дії протеолітичних ензимів. Саме завдяки гнучкості шарнірної ділянки, молекула імуноглобуліну може змінювати кут між двома гілками, що містять сайти зв’язування антигена.

Різновиди антитіл

Імуноглобуліни також можна розглядати як антигени. На них розрізняють три типи антигенних детермінант: ізотипічні, алотипічні та ідіотипічні. Ізотипічні — локалізовані на Fc фрагментах важких ланцюгів і фактично є характеристиками класів і підкласів важких ланцюгів. Алотипічні — обумовлені існуванням алельних форм (алельних генів одного локуса) імуноглобулінів і притаманні генетично різним особинам одного виду. Відомо 25 алотипічних маркерів на λ-ланцюгах і 3 на κ-ланцюзі людини. На відміну від ізо- та алодетермінант, ідіотипічні — зв’язані із Fab фрагментами антитіл. Фактично, ідіотип визначає специфічність антитіла, він є індивідуальним для кожної молекули і до його складу входять амінокислотні залишки гіперваріабельних ділянок. Ізо-, ало- та ідіотип-специфічні антитіла можна отримати штучно і використовувати для ідентифікації відповідних детермінант на молекулі імуноглобуліну. Не можна виключити, що такі антитіла утворюються і природно. Особливо це стосується анти-ідіотипічних антитіл, які можуть утворюватися за великої кількості антитіл певної специфічності в результаті імунізації. Суто логічний ланцюг утворення анти-ідіотипів і анти-анти-ідіотипів послужив основою для створення теорії ідіотипічних мереж (за що Н. Єрне отримав Нобелівську премію в 1984). Згідно з нею, анти-ідіотипічні антитіла та відповідні клітини такої специфічності є потужним фактором регуляції імунної відповіді. Теорія набула популярності в 1970–80-х, але не знайшла експериментального підтвердження і в сучасній літературі фактично не обговорюється. Моноклональні антитіла — продуковані одним клоном В-лімфоцитів. Природні моноклональні антитіла продукуються клітинами мієлом (злоякісно переродженими В-лімфоцитами однієї специфічності), вони мають однакову будову. Саме порівняння амінокислотних послідовностей імуноглобулінів, продукованих різними мієломами, дозволило визначити їх константні, варіабельні і гіперваріабельні ділянки, що було важливим кроком у розумінні будови антитіл. Моноклональні антитіла бажаної специфічності можна отримати із гібридом — гібридів клітин мієломи та нормальних В-лімфоцитів тварин, імунізованих відповідним антигеном. За відкриття гібридомної технології для одержання моноклональних антитіл Нобелівську премію 1984 було присуджено Г. Келеру та С. Мільштейну (разом із Н. Єрне). Можливість отримання моноклональних антитіл дозволила стандартизувати багато імунохімічних експериментальних підходів, що стало важливим кроком для створення імунодіагностики та імунотерапії. Рекомбінантні одноланцюгові антитіла — отримані методом молекулярної біотехнології фрагменти моноклональних імуноглобулінів, які відповідають зшитим Fv-фрагментам важкого і легкого ланцюгів, одержаним внаслідок комбінації папаїнового й плазмінового гідролізу. Такі антитіла здатні зв’язувати антиген, але не містять алотипічних детермінант, притаманних Fc-фрагментам, що знижує ризик їх руйнування імунною системою реципієнта за імунотерапії.

Література

  1. Скок М. В. Основи імунології. Київ : Фітосоціоцентр, 2002. 152 c.
  2. Вершигора А. Ю., Пастер Є. У., Колибо Д. В. та ін. Імунологія. Київ : Київський університет, 2011. 912 с.
  3. Murphy K., Weaver C. Janeway's Immunobiology. 9th ed. New York; London : Garland Science, 2017. 924 p.

Автор ВУЕ

М. В. Скок


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Скок М. В. Антитіло // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Антитіло (дата звернення: 1.08.2021).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
08.07.2021



Відео

Ваше тіло та імпланти [TED-Ed]
Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ