Тяжёлые цепи иммуноглобулинов

Тяжёлые цепи иммуноглобулинов (immunoglobulin heavy chain) — это большие полипептидные субъединицы иммуноглобулинов (антител).

Молекула иммуноглобулина: две тяжёлые цепи показаны красным и синим, две лёгкие цепи показаны зелёным и жёлтым

Молекулы антител состоят из двух тяжёлых и двух лёгких цепей. Различные варианты тяжёлых цепей соответствуют изотипам иммуноглобулинов. Типы тяжёлых цепей отличаются у разных видов животных. Все тяжёлые цепи содержат иммуноглобулиновые домены — обычно один вариабельный домен, который обуславливает связывание антигена и несколько константных доменов.

У млекопитающих

Классы

У млекопитающих классифицируют пять типов тяжёлых цепей γ, δ, α, μ и ε.^[1] Типы тяжёлых цепей соответствуют классам иммуноглобулинов.

• Тяжёлые цепи α и γ состоят примерно из 450 остатков аминокислот.
• Тяжёлые цепи μ и ε состоят примерно из 550 остатков аминокислот^[1].

Участки

Две тяжёлых цепи (показаны синим) соединены дисульфидными связями с двумя лёгкими цепями (показаны зелёным). Показаны константные и вариабельные домены.

Каждая тяжелая цепь имеет два участка:

• константный участок, одинаковый у всех иммуноглобулинов одного класса, но отличающийся между классами
  • тяжёлые цепи γ, α и δ имеют константный участок, состоящий из трёх тандемных иммуноглобулиновых доменов, а также шарнирный участок, обеспечивающий гибкость молекулы. ^[2]
  • тяжёлые цепи μ и ε имеют константный участок, состоящий из четырёх иммуноглобулиновых доменов^[1].
• вариабельный участок, который отличается между разными В-лимфоцитами, но одинаковый среди всех иммуноглобулинов, синтезированных одним В-лимфоцитом или одним клоном. Вариабельные домены всех тяжёлых цепей состоят из одного иммуноглобулинового домена. Такие домены имеют длину около 110 остатков аминокислот.

У рыб

Челюстные рыбы являются наиболее примитивными животными, способными образовывать антитела, подобные тем, что образуют млекопитающие.^[3] Однако, рыбы не имеют такого репертуара антител, какой характерен для млекопитающих.^[4] Три различных вида тяжёлых цепей обнаружены и у костных рыб.

• Первыми описанными тяжёлыми цепями были μ (или мю). Тяжёлые цепи такого типа представлены у всех челюстных рыб и считаются базовыми для всех иммуноглобулинов. Образующиеся антитела IgM, секретируются у челюстных рыб в виде тетрамера (в отличие от акул и млекопитающих, у которых IgM представляют собой пентамеры).

• Тяжёлые цепи δ, представленные в IgD были впервые обнаружены у сомов и атлантического лосося, и в настоящее время описаны и для других костистых рыб.^[5]

• Третий тип тяжёлых цепей костистых рыб описан относительно недавно, и не соответствует какому-либо типу тяжёлых цепей млекопитающих. Такие тяжёлые цепи описаны для радужной форели (τ)^[6] и Данио рерио (ζ).^[7]

Три различных типа тяжёлых цепей иммуноглобулинов описаны и у хрящевых рыб.^[8]

Примечания

1. Janeway C. A., Jr. et al. Immunobiology (неопр.). — 5th ed.. — Garland Publishing^[англ.], 2001.
2. Woof J., Burton D. Human antibody-Fc receptor interactions illuminated by crystal structures (англ.) // Nat Rev Immunol : journal. — Nature Publishing Group, 2004. — Vol. 4, no. 2. — P. 89—99. — doi:10.1038/nri1266. — PMID 15040582.
3. Fish heavy chain and light chain genes Архивировано 23 марта 2007 года.
4. Eva Bengtén, L. William Clem, Norman W. Miller, Gregory W. Warr and Melanie Wilson. Channel catfish immunoglobulins: Repertoire and expression. Developmental & Comparative Immunology, Volume 30, Issues 1-2, Antibody repertoire development, 2006, Pages 77-92.
5. Stein Tore Solem and Jørgen Stenvik. Antibody repertoire development in teleosts--a review with emphasis on salmonids and Gadus morhua L. Developmental & Comparative Immunology, Volume 30, Issues 1-2, Antibody repertoire development, 2006, Pages 57-76.
6. J.D. Hansen, E.D. Landis and R.B. Phillips. Discovery of a unique Ig heavy-chain isotype (IgT) in rainbow trout: Implications for a distinctive B cell developmental pathway in teleost fish. Proceedings of the National Academy of Sciences U S A. Volume 102, Issue 19, 2005, pages 6919-24.
7. N. Danilova, J. Bussmann, K. Jekosch, L.A Steiner. The immunoglobulin heavy-chain locus in zebrafish: identification and expression of a previously unknown isotype, immunoglobulin Z. Nature Immunology, Volume 6, Issue 3, 2005, pages 295—302.
8. H. Dooley and M.F. Flajnik. Antibody repertoire development in cartilaginous fish. Developmental & Comparative Immunology, Volume 30, Issues 1-2, Antibody repertoire development, 2006, Pages 43-56.