Імуноглобуліни: генетичні основи їх структури

Усі антитіла - імуноглобуліни, однак не всі імуноглобуліни - антитіла. Ми говоримо «антитіла» в тому випадку, коли відомий антиген, проти якого синтезувалися специфічні імуноглобуліни. Виділені 5 класів імуноглобулінів - IgG, IgM, IgA, IgD, IgE, їх субкласи - IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), IgM (IgM1, IgM2), IgA (IgA1, IgA2), які разом складають ізотипи імуноглобулінів.

Молекула імуноглобуліну складається з чотирьох ланцюгів: ідентичної пари довгих важких ланцюгів (High) та ідентичної пари коротких легких ланцюгів (Ligh). Ланцюги з΄ єднані між собою дисульфідними містками. Існує п΄ ять різних типів важких ланцюгів (γ, μ, α, δ та ε) та два типи легких ланцюгів (κ і λ). Клас імуноглобуліну відповідає типу важкого ланцюга: IgG - γ, IgM - μ, IgA - α, IgE - ε, IgD - δ. У одній молекулі імуноглобуліну ніколи не може бути двох однакових типів ланцюгів.

У структурі молекули імуноглобулінів можна виділити наступні регіони: константні (constant) та варіабельні (variable), які розміщені відповідно на С- та N-кінці молекули; гіперваріабельні регіони та шарнірні області, які необхідні для зміни конформації та містять ділянки для зв’язування з білками системи комплементу. Під впливом папаїну молекула імуноглобуліну розпадається на два моновалентних фрагменти Fab- та один Fc-фрагмент, який являє собою С-кінцеву частину молекули, Н-ланцюги якого прикріплюються до Fc-фрагменту клітини. Fc-фрагмент здатний активувати систему комплементу, забезпечувати перехід IgG через плаценту, визначає цитофільність, відноситься до опсонінів фагоцитозу. З цим фрагментом зв’язано таке поняття як авідність (ступінь відповідності структури антигену (АГ) будові антитіла (АТ) та афінність (сила зв’язку АГ+АТ). Мономерні імуноглобуліни (IgG, IgA, IgE) мають по два активних центри, димерні (sIgA) - чотири, пентамерні (IgM) - десять активних центрів.

Імунологічними дослідженнями було доведено, що низка білків і поліпептидів контролюються злагодженою роботою кількох генів. Варіабельний регіон відповідає за розпізнавання антигену та його зв'язування з певним імуноглобуліном. Три окремих сегменти гену кодують легкі ланцюги: С – постійний регіон, V- змінний регіон та J – регіон, який об’єднує постійний та змінний регіони. Чотири сегменти гену кодують важкі ланцюги: C - постійний регіон, V - варіабельний, J - з΄ єднуючий регіон, D - гіперваріабельний регіон, який розміщений між варіабельним та з΄ єднуючим регіонами. Ген, який кодує κ -легкий ланцюг, розміщений на 2 хромосомі, а ген, який кодує λ -легкий ланцюг – на 22 хромосомі. Гени, які кодують важкі ланцюги, розміщені на 14 хромосомі. Існують гени, які визначають сполучення легкого ланцюгу з важким ланцюгом, варіабельної частини молекули з константною. У процесі дозрівання лімфоцитів відбувається реорганізація і перегрупування генів.