На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


Реферат Молекулярное строение и функции классов иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE. Изотипические, аллотипические и идиотипические различия аминокислотной последовательности молекул антител. Структура, эффекторные функции и клеточные рецепторы антител.

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Биология. Добавлен: 26.09.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


РЕФЕРАТ
АНТИТЕЛА И КЛЕТОЧНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ ДЛЯ НИХ

2008
Основная функция специфического иммунного ответа -- это специфическое распознавание чужеродных антигенов. В распознавании участвуют молекулы двух разных типов -- иммуноглобулины и Т-клеточные рецепторы антигенов. Структурное разнообразие этих молекул, благодаря которому они способны распознавать множество самых разных антигенов, возникает в результате многочисленных генных рекомбинаций.
Иммуноглобулины представляют собой группу гликопротеинов, которые содержатся в плазме крови и в тканевой жидкости у всех млекопитающих. Некоторые иммуноглобулиновые молекулы структурно связаны с плазматической мембраной В-клеток и функционируют как антигенспецифичные рецепторы. Другие присутствуют в плазме или в лимфе как свободные молекулы. Синтез антител осуществляют В-клетки, но для этого необходим контакт с антигеном и вызванное им созревание В-клеток в антителообразующие клетки. К АОК относятся, в частности, секретирующие значительные количества антител плазматические клетки. Мембраносвязанные иммуноглобулины незрелых В-клеток имеют ту же самую антигенсвязывающую специфичность, что и антитела, образуемые зрелыми АОК.
ИММУНОГЛОБУЛИНЫ - ОСОБОЕ СЕМЕЙСТВО БЕЛКОВ

У большинства высших млекопитающих обнаружено пять классов иммуноглобулинов -- IgG, IgA, IgM, IgD и IgE, которые различаются по размерам молекул, заряду, аминокислотному составу и содержанию углеводов.
Помимо различий между классами, существует и весьма значительная гетерогенность в пределах каждого класса. Так, по электрофоретическим свойствам иммуноглобулины настолько разнообразны, что встречаются во всех фракциях нормальной сыворотки, от б до у.
Иммуноглобулины - бифункциональные молекулы
Каждый иммуноглобулин выполняет две функции. Одна область его молекулы предназначена для связывания с антигеном, другая осуществляет так называемые эффекторные функции. К ним относится связывание иммуноглобулина с тканями организма, различными клетками иммунной" системы, определенными фагоцитарными клетками и первым компонентом комплемента при активации этой системы по классическому пути.
Принадлежность иммуноглобулина к определенному классу и подклассу определяется структурой тяжелой цепи/
Основная структурная единица иммуноглобулина любого класса состоит из двух одинаковых легких и двух одинаковых тяжелых полипептидных цепей, удерживаемых вместе дисульфидными связями. От типа тяжелых цепей зависит принадлежность молекулы иммуноглобулина к тому или иному классу и подклассу. Так, у человека четыре подкласса igG имеют тяжелые цеп» соответственно г1, г2, г3 и г4; все они выявляются иммунохимически как г-цепи, но незначительно отличаются друг от друга.
К 1, 2, 3 и 4 подклассам IgG относится соответственно около 66%, 23%, 7% и 4% общего числа молекул этого класса. Известны также два подкласса IgA, но подклассов IgM, IgD и IgE человека пока не обнаружено. Разнообразие классов и подклассов иммуноглобулинов обусловлено изотипической изменчивостью их молекул.
В процессе эволюции подклассы иммуноглобулинов возникли, по-видимому, позже классов. Поэтому подклассы IgG человека очень сильно отличаются от четырех подклассов IgG, идентифицированных у мыши.
У каждого класса иммуноглобулинов свой набор функций.
Все иммуноглобулины -- это гликопротенны; содержание углеводов в них варьирует от 2--3% у IgG до 12--14% у IgM, IgD и IgE.
IgG. Это главный изотип Ig нормальной сыворотки человека; на его долю приходится 70--75% общего количества сывороточных иммуноглобулинов.Молекула IgG представляет собой четырехцепочечный мономер с коэффициентом седиментации 7S и мол. массой 146 кДа. При этом белки igG3 несколько крупнее белков других подклассов из-за слегка большей по размерам г3-цепи. Иммуноглобулины класса G равномерно распределены между внутри- и внесосудистым пулами и составляют большинство антител вторичного иммунного ответа, а также основную часть антитоксинов. Кроме того, именно IgG обеспечивают невосприимчивость ребенка к инфекциям в первые несколько месяцев жизни. У человека антитела всех подклассов IgG проникают через плаценту в организм плода, создавая напряженный пассивный иммунитет на весь неонатальный период. У млекопитающих тех видов, для которых характерна передача материнского иммуноглобулина потомству только после рождения, например у свиньи, lgG, поступающий с молоком, избирательно проникает из желудочно-кишечного тракта в кровоток новорожденного.
IgM. К этому классу относится примерно 10% общего пула иммуноглобулинов сыворотки. Молекула IgM представляет собой пентамер основной четырехцепочечной единицы. Отдельная тяжелая цепь имеет мол. массу -65 кДа, а вся молекула -- 970 кДа. Антитела этого класса содержатся преимущественно во внутрисосудистом пуле иммуноглобулинов и доминируют в качестве «ранних» антител, чаще всего при иммунном ответе на сложные по антигенному составу патогенные микроорганизмы.
IgA. Белки этого класса составляют 15--20% общего количества иммуноглобулинов в сыворотке человека, где они более чем на 80% представлены в виде мономера -- четырехцепочечной единицы. Однако в сыворотке большинства других млекопитающих IgA присутствует большей частью в полимерной форме, чаше всего как димер четырехцепочечной единицы. IgA -- это главный класс иммуноглобулинов серозно-слизистых секретов, таких как слюна, молозиво и молоко, а также отделяемого слизистой оболочки дыхательных и мочеполовых путей.
Секреторные IgA относятся к подклассу IgA I или IgA2 и представлены в основном димерной формой с коэффициентом седиментации 11S и мол. массой 385 кДа. Они присутствуют в большом количестве в серозно-слизистых секретах, где связаны с другим белком, называемым секреторным компонентом.
IgD. Этот класс составляет менее 1% всех иммуноглобулинов плазмы, но обильно представлен на мембране многих В-клеток. Биологическая роль данного класса иммуноглобулинов до конца не известна. Предположительно он участвует в антиген-зависимой дифференцировке лимфоцитов.
IgE. Концентрация этого класса иммуноглобулинов в сыворотке исчезаюше мала, но он выявляется на поверхностной мембране базофилов и тучных клеток у любого человека. Кроме того, IgE сенсибилизированы клетки слизистых оболочек, в частности носовой полости, бронхов и конъюнктивы. Возможно, IgE имеют существенное значение в ангигельминтозном иммунитете, однако в развитых странах с ними чаще всего связан патогенез аллергических заболеваний, например бронхиальной астмы и сенной лихорадки.
СТРОЕНИЕ АНТИТЕЛ

Основная четырехцепочечная структурная единица иммуноглобулиновых молекул образована полипептидными цепями двух разных типов. Меньшие по размерам цепи имеют мол. массу 25 кДа и одинаковы у всех классов, тогда как более крупные цепи, мол. массой 50--77 кДа, структурно различны у разных классов и подклассов иммуноглобулинов. Полипептидные цепи удерживаются вместе ковалентными и нековалентными связями.
Каждая цепь содержит вариабельную и константную области.
У большинства позвоночных легкие цепи существуют в двух различных изотопических формах, обозначенных каппа и лямбда. В молекуле иммуноглобулина могут объединяться пары легких и тяжелых цепей любого типа, но обе цепи в паре относятся к одному типу.
Как установили Хильшманн, Крейг и др., легкие цепи состоят из двух различных областей. С-концевая половина цепи одинакова у легких цепей всех типов; она названа константной, или CL-областью. В то же время Н-концевая половина этой цепи имеет множество вариантов аминокислотной последовательности, из-за чего названа вариабельной, или VL-областью.
Молекулы lgG имеют «типичную» для антител структуру.
В качестве «типичного» антитела можно рассматривать молекулу IgG. В ней имеется две внутрииепочечные днсульфндные связи в каждой легкой цепи -- по одной в вариабельной и константной областях -- и четыре таких связи в каждой тяжелой цепи, которая вдвое длиннее легкой. Каждая дисульфидная связь замыкает пептидную петлю из 60--70 аминокислотных остатков; при сравнении аминокислотных последовательностей этих петель выявляется удивительно высокая степень их гомологии. В основном поэтому каждая полипептидная цепь иммуноглобулина образует несколько глобулярных доменов с весьма сходной вторичной и третичной структурой.
Пептидная петля, замкнутая дисульфидной связью, -- это центральная часть «домена», в котором всего насчитывается примерно 110 аминокислотных остатков. Как в легких, так и в тяжелых цепях первые от Н-конца домены образованы соответственно вариабельными областями Vl и Vh. Тяжелые цепи lgG, IgA н IgD имеют еще три домена -- Сн1, Сн2 и Сн8, составляющих константную область. В цепях непосредственно за Сн1 следует один дополнительный домен, поэтому С-концевые домены тяжелых цепей IgM и IgE гомологичны СнЗ-домену IgG.
Модель молекулы IgGl с изображением глобулярных доменов тяжелой и легкой цепей. Обратите внимание на взаимное сближение доменов СнЗ и разделение доменов Сн2, между которыми расположены углеводные компоненты. На этом рисунке дисульфидные связи между Н- и L-цепями не показаны.
По данным рентгеноструктурного анализа удалось реконструировать б-углеродный скелет и построить компьютерные модели целых молекул IgG. Модельные IgG имеют вид Y- и Т-образных структур, и аналогичные формы IgG выявлены с помощью электронной микроскопии.
В Fab-области молекулы иммуноглобулина гомологичные домены легких и тяжелых цепей располагаются парами; СуЗ-домены двух тяжелых цепей также образуют пару, но Су2-домены разделены углеводными компонентами.
Несмотря на структурное сходство гомологичных доменов, междоменные взаимодействия в разных парах существенно различаются. Например, вариабельные домены контактируют друг с другом слоями, состоящими из трех сегментов цепи, а константные -- слоями из четырех сегментов. Модель молекулы IgGl в общем адекватно отражает структуру элементарных единиц в составе иммуноглобулинов всех изотипов, однако каждый класс и подкласс имеет свои характерные отличия в деталях строения.
IgG. Четыре подкласса IgG человека лишь слегка различаются по аминокислотной последовательности тяжелых цепей. Этими различиями, относящимися в основном к шарнирной области, обусловлены изотипические вариации расположения и числа межцепочечных дисульфидных связей. Из четырех подклассов наиболее выраженной структурной особенностью -- удлиненной шарнирной областью -- обладает lgG3, чем объясняется его более высокая мол. масса и, отчасти, повышенная биологическая активность.
IgM. У человека IgM обычно обнаруживается в виде пентамера основной четырехцепочечной структурной единицы. Отличие его м-цепи от г-цепей IgG состоит в иной аминокислотной последовательности и наличии дополнительного константного домена с С-концевым пептидом из 18 аминокислотных остатков. Субединицы пентамера соединены дисульфидными связями между С^З-доменами и, вероятно, между С-концевыми пептидами. По данным электронной микроскопии молекула IgM имеет плотно сложенный центр, от которого расходятся пять ветвей.
На микрофотографиях антитела IgM, связавшиеся с бактериальным жгутиком, видны в «крабовидной» конфигурации. Такая форма молекулы IgM свидетельствует о том, что тяжелые цепи в области между Cм2 и CмЗ могут легко изгибаться, хотя по структуре эта область не гомологична шарнирной области IgG. Взаимное расположение разных частей молекулы IgM, принявшей «крабовидную» конфигурацию, по-видимому, связано с активацией ею комплемента.
Молекулу IgM характеризуют еще два свойства: многочисленные присоединенные к м-цепи олигосахариды и добавочная пептидная J-цепь, которая предположительно принимает участие в полимеризации мономерных единиц, предшествующей выходу IgM из синтезирующей его клетки. J-цепь представляет собой полипептид из 137 аминокислотных остатков, образующий домен иммуноглобулинового типа. Каждая молекула IgM содержит только одну J-цепь. Она соединена дисульфидными связями с С-концевыми. состоящими из 18 аминокислотных остатков пептидами тяжелых цепей отдельных мономеров. Имеется наблюдение, что в клетках, секретирующих IgM преимущественно в форме гексамера, отсутствуют свободные J-цепи.
IgA. Состоящая из 472 аминокислотных остатков б-цепь свертывается с образованием четырех доменов: Vh, Ccd, Сос2 и СосЗ. Аналогично IgM тяжелая цепь IgA содержит дополнительный С-концевой пептид из 18 аминокислотных остатков с остатком цнстеина в предпоследней позиции. Этот остаток способен ковалентно взаимодействовать с J-цепью, соединяющей две молекулы с образованием димера. На электронных микрофотографиях димеры IgA выглядят как двойные Х-формы, что свидетельствует о соединении двух мономерных субъединиц конец-в-конец и об участии в этом соединении С-концевых областей СаЗ.
Секреторный IgA представлен главным образом димерной формой с коэффициентом седиментации 11S. Полностью собранная молекула состоит из двух мономеров IgA. одного секреторного компонента и одной J-цепи. Как все эти пептидные цепи связаны между собой, до конца не ясно. В противоположность J-цепи секреторный компонент синтезируется не в плазматических, а в эпителиальных клетках. Молекулы IgA, удерживаемые в димерной конфигурации J-цепью и секретируемые субэпителиальными плазматическими клетками слизистых оболочек, при прохождении через эпителиальный покров активно связывают секреторный компонент. Он способствует доставке антител slgA в выделения организма, а также защищает эти антитела от протеолиза.
Преобладающий подкласс IgA, как в сыворотке, так и в выделениях организма, -- это IgAl. Однако в просвете толстой кишки около 60% IgA составляет подкласс lgA2. Многие бактерии в микрофлоре верхних дыхательных путей, приспособленные к условиям обитания, выделяют протеазы, расщепляющие IgAl.
IgD. К IgD относится меньше 1% иммуноглобулинов сыворотки. Этот белок гораздо более чувствителен к протеолизу, чем IgGI, IgG2, IgA или IgM и, кроме того, проявляет тенденцию к спонтайному протеолнзу. По-видимому, его д-цепи удерживаются вместе всего одной дисульфидной связью и соединены с большим количеством углеводых цепей.
IgE. Молекула IgE состоит из боле и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.