Interested Article - Иммуноглобулины M

seraphina
  • 2021-04-04
  • 1

Строение иммуноглобулина M

Иммуноглобули́ны M (IgM) — класс антител . Молекулы IgM являются самыми тяжёлыми ( молекулярная масса 990 кДа ) и наиболее сложно организованными иммуноглобулинами. Молекула свободного IgM представляет собой , каждый мономер которого состоит из двух тяжёлых цепей (μ-цепей) и двух лёгких цепей κ- или λ-типов. Мономеры объединены в пентамер посредством дисульфидных мостиков и . При первичном попадании в организм антигена иммуноглобулины IgM из всех антител образуются первыми . Кроме того, они первыми появляются в онто - и филогенезе . У человека и других млекопитающих IgM синтезируются плазматическими клетками , находящимися в селезёнке . IgM наиболее активны в антибактериальном иммунитете и при ряде аутоиммунных заболеваний .

История изучения

Изучение иммуноглобулинов M началось с опубликованного в 1937 году сообщения о появлении в крови лошадей , гипериммунизированных полисахаридами пневмококка , антител, значительно превосходивших по массе обычные иммуноглобулины G кролика . Из-за большого размера новые антитела сначала получили название «γ-макроглобулины», и возникшее позднее название нового класса антител — IgM — также связано с приставкой macro- . Обычно популяции IgM очень гетерогенны, так как они направлены против самых разных инфекционных агентов; это значительно затрудняло изучение их структуры. Впоследствии были найдены источники гомогенных IgM-антител. Выяснилось, что в некоторых случаях клетки множественной миеломы продуцируют гомогенные IgM . В 1960-х годах были разработаны методы для индукции развития иммуноглобулин­продуцирующих опухолей ( ) у мышей , что позволило получить гомогенные популяции антител многих классов, в том числе и IgM .

Структура

Молекула IgM состоит из пяти мономерных субъединиц , располагающихся радиально, причём их F c -фрагменты направлены в центр комплекса, а F ab -фрагменты обращены наружу. В каждом мономере тяжёлая цепь (μ-цепь) включает около 576 аминокислотных остатков (а. о.). Она содержит вариабельный домен (VH-домен) длиной около 110 а. о. и четыре константных домена (C-домена), обозначаемых C μ 1, C μ 2, C μ 3 и C μ 4 соответственно, однако в ней отсутствует шарнирный участок. Функционально его частично заменяет домен C μ 2, содержащий в первичной структуре остатки пролина . Существует предположение, что этот домен стал эволюционным предшественником шарнирной области γ- и α-цепей иммуноглобулинов G и A соответственно. Каждый C-домен состоит примерно из 110 а. о. и имеет хвостовой участок длиной около 20 а. о. По данным рентгеноструктурного анализа , остатки пролина в домене C μ 2 обеспечивают F ab -фрагменту гибкость, необходимую для обнаружения антигенных детерминант на поверхности антигенпрезентирующей или бактериальной клетки. Каждая μ-цепь связана с пятью олигосахаридами , присоединёнными к остаткам аспарагина : один «пришит» к домену C μ 1, три — к домену C μ 3 и один — к хвостовой части цепи . Лёгкие цепи представлены λ- или κ-типом, содержат около 220 а. о. и включают вариабельный домен VL (около 110 а. о. ) и константный домен CL (около 110 а. о. ) .

Мономеры соединяются в пентамер посредством дисульфидных мостиков и J-цепи, с которой у каждого пентамера взаимодействует остаток цистеина , локализованный в C-концевом участке мономера. J-цепь представляет собой небольшой кислый белок длиной около 137 а. о. J-цепь связывает две μ-цепь посредством дисульфидных связей. Однако IgM существует не только в пентамерной форме. Известна мономерная форма IgM, которая находится на поверхности B-лимфоцитов и выполняет роль антигенраспознающего рецептора , а свободный IgM, входящий в состав плазмы крови , существует в виде пентамера. Мембранные мономеры отличаются от мономеров, входящих в состав пентамера, числом аминокислотных остатков в хвостовой части аминокислотной цепи .

Хотя у человека и мыши преобладающей формой IgM является пентамер, у шпорцевых лягушек ( Xenopus sp.) IgM существует преимущественно в гексамерной форме , у костистых рыб — в форме. Пентамерная форма IgM преобладает и у хрящевых рыб (например, акул ) . Причина, по которой IgM человека и мыши существует в основном виде пентамера, неясна, так как теоретически он может формировать и стабильный гексамер . Эксперименты на мышах показали, что у них может образовываться гексамерная форма IgM только в случае невозможности взаимодействия μ-цепей с J-цепью (если она не экспрессируется или в μ-цепях отсутствуют остатки цистеина, необходимые для связывания с J-цепью ). Таким образом, у мыши гексамеры никогда не образуются при наличии J-цепей, а пентамерная форма может существовать как при наличии J-цепи, так и в её отсутствие .

С помощью разнообразных методов, таких как рентгеноструктурный анализ и ЯМР-спектроскопия , была установлена структура доменов C μ 1—C μ 4, которые экспрессировали по отдельности в клетках кишечной палочки Escherichia coli . Как и в случае остальных иммуноглобулинов, μ-цепь IgM содержит 7 перекрывающихся бета-листов , стабилизированных междоменными дисульфидными связями. Константный участок IgM по форме похож на шляпочный гриб , в котором домены C μ 2—C μ 3 образуют « шляпку », а домен C μ 4 формирует подобие « ножки » .

Функции

IgM — первые иммуноглобулины, которые начинают синтезироваться в плоде человека (примерно на 20-й неделе) . Иммуноглобулины M могут взаимодействовать с системы комплемента и активизировать классический путь системы комплемента, в результате чего происходит опсонизация антигенов и цитолиз . IgM взаимодействуют с молекулами (plgR), благодаря чему попадают на слизистые оболочки , такие как выстилку кишечника , а также в грудное молоко . В этом взаимодействии участвует J-цепь . При трансплантации органов в организме реципиента вырабатываются IgM, направленные против пересаженного органа, однако они не участвуют в реакции отторжения трансплантанта и могут оказывать защитную роль . При первичном столкновении с антигеном IgM образуются первыми, они появляются и при повторных столкновениях, но в меньших количествах. IgM не проходят через плаценту (через неё проходят только иммуноглобулины G). Наличие в плазме крови IgM против определённых возбудителей свидетельствует о ранних этапах инфекции, а в крови новорождённого — о внутриматочной инфекции (например, ). В норме IgM часто присутствуют с плазме крови в связанном с определёнными антигенами виде, за что их иногда называют «натуральными антителами». Причиной этого явления может служить высокая авидность IgM, из-за чего они связывают антигены с низкой , встречающиеся в плазме крови здорового человека .

Примечания

  1. Kabat E. A. (англ.) // The Journal Of Experimental Medicine. — 1939. — 1 January ( vol. 69 , no. 1 ). — P. 103—118 . — doi : . — . [ ]
  2. , с. 65.
  3. Immunoglobulin M // The American Heritage Dictionary of the English Language (англ.) . — Fourth. — (англ.) ( , 2004. — ISBN 978-0618082308 .
  4. Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Walter, P.; Raff, M.; Roberts, K. // Molecular Biology of the Cell (англ.) . — 4th. — Routledge , 2002. — ISBN 978-0-8153-3288-6 .
  5. Capolunghi F. , Rosado M. M. , Sinibaldi M. , Aranburu A. , Carsetti R. (англ.) // Immunology Letters. — 2013. — May ( vol. 152 , no. 2 ). — P. 114—120 . — doi : . — . [ ]
  6. Williams, N.; O'Connell, P. R. Chapter 62 // Bailey & Love's Short Practice of Surgery (англ.) . — 25th. — CRC Press , 2008. — P. 1102. — ISBN 9780340939321 .
  7. , с. 67.
  8. Heidelberger M. , Pedersen K. O. (англ.) // The Journal Of Experimental Medicine. — 1937. — 28 February ( vol. 65 , no. 3 ). — P. 393—414 . — doi : . — . [ ]
  9. Waldenström Jan. (англ.) // Acta Medica Scandinavica. — 2009. — 24 April ( vol. 117 , no. 3—4 ). — P. 216—247 . — ISSN . — doi : . [ ]
  10. Potter M. (англ.) // Advances In Cancer Research. — 2007. — Vol. 98 . — P. 17—51 . — doi : . — . [ ]
  11. , с. 65—66.
  12. Monica T. J. , Williams S. B. , Goochee C. F. , Maiorella B. L. (англ.) // Glycobiology. — 1995. — March ( vol. 5 , no. 2 ). — P. 175—185 . — doi : . — . [ ]
  13. , с. 66—67.
  14. Frutiger S. , Hughes G. J. , Paquet N. , Lüthy R. , Jaton J. C. (англ.) // Biochemistry. — 1992. — 22 December ( vol. 31 , no. 50 ). — P. 12643—12647 . — doi : . — . [ ]
  15. Parkhouse R. M. , Askonas B. A. , Dourmashkin R. R. (англ.) // Immunology. — 1970. — April ( vol. 18 , no. 4 ). — P. 575—584 . — . [ ]
  16. Schwager J. , Hadji-Azimi I. (англ.) // Differentiation; Research In Biological Diversity. — 1984. — Vol. 27 , no. 3 . — P. 182—188 . — doi : . — . [ ]
  17. Fillatreau S. , Six A. , Magadan S. , Castro R. , Sunyer J. O. , Boudinot P. (англ.) // Frontiers In Immunology. — 2013. — Vol. 4 . — P. 28—28 . — doi : . — . [ ]
  18. Getahun A. , Lundqvist M. , Middleton D. , Warr G. , Pilström L. (англ.) // Immunology. — 1999. — July ( vol. 97 , no. 3 ). — P. 408—413 . — doi : . — . [ ]
  19. Dolder F. (англ.) // Biochimica Et Biophysica Acta. — 1971. — 29 June ( vol. 236 , no. 3 ). — P. 675—685 . — . [ ]
  20. Eskeland T. , Christensen T. B. (англ.) // Scandinavian Journal Of Immunology. — 1975. — Vol. 4 , no. 3 . — P. 217—228 . — doi : . — . [ ]
  21. Cattaneo A. , Neuberger M. S. (англ.) // The EMBO Journal. — 1987. — September ( vol. 6 , no. 9 ). — P. 2753—2758 . — . [ ]
  22. Davis A. C. , Roux K. H. , Shulman M. J. (англ.) // European Journal Of Immunology. — 1988. — July ( vol. 18 , no. 7 ). — P. 1001—1008 . — doi : . — . [ ]
  23. Davis A. C. , Roux K. H. , Pursey J. , Shulman M. J. (англ.) // The EMBO Journal. — 1989. — September ( vol. 8 , no. 9 ). — P. 2519—2526 . — . [ ]
  24. Collins C. , Tsui F. W. , Shulman M. J. (англ.) // European Journal Of Immunology. — 2002. — June ( vol. 32 , no. 6 ). — P. 1802—1810 . — doi : . — . [ ]
  25. Müller R. , Gräwert M. A. , Kern T. , Madl T. , Peschek J. , Sattler M. , Groll M. , Buchner J. (англ.) // Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America. — 2013. — 18 June ( vol. 110 , no. 25 ). — P. 10183—10188 . — doi : . — . [ ]
  26. van Furth R. , Schuit H. R. , Hijmans W. (англ.) // The Journal Of Experimental Medicine. — 1965. — 1 December ( vol. 122 , no. 6 ). — P. 1173—1188 . — doi : . — . [ ]
  27. Johansen F. E. , Braathen R. , Brandtzaeg P. (англ.) // Scandinavian Journal Of Immunology. — 2000. — September ( vol. 52 , no. 3 ). — P. 240—248 . — doi : . — . [ ]
  28. McAlister C. C. , Gao Z. H. , McAlister V. C. , Gupta R. , Wright Jr. J. R. , MacDonald A. S. , Peltekian K. (англ.) // Liver Transplantation : Official Publication Of The American Association For The Study Of Liver Diseases And The International Liver Transplantation Society. — 2004. — February ( vol. 10 , no. 2 ). — P. 315—319 . — doi : . — . [ ]
  29. Jayasekera J. P. , Moseman E. A. , Carroll M. C. (англ.) // Journal Of Virology. — 2007. — April ( vol. 81 , no. 7 ). — P. 3487—3494 . — doi : . — . [ ]

Литература

  • Галактионов В. Г . Иммунология. — М. : Издат. центр «Академия», 2004. — 528 с. — ISBN 5-7695-1260-1 .
Источник —

seraphina
  • 2021-04-04
  • 1
  • Tags:

Same as Иммуноглобулины M

The title for the last searches