Антигенраспознающий рецептор В-лимфоцитов

24.10.2015

Строение АГ-распознающего В-клеточного рецептора (BCR — В cell receptor) показано на рис. 4.2.
Ho строению BCR характеризуется как мономерный иммуноглобулин класса IgM, отличающийся от антител этого же класса, являющихся пентамерными молекулами IgM. Отличия мембранного и сывороточного IgM касаются также строения их тяжелых цепей (μ) в С-концевой части молекулы. В остальном эта молекулы не отличаются друг от друга. Единство специфичности и основной структуры молекул является основанием для утверждения о том, что антитела являются растворимой формой рецептора для антигена.
В связи с этим в данном разделе представлены основные сведения о строении мембранного иммуноглобулина В-лимфоцитов.

Антигенраспознающий рецептор В-лимфоцитов

BCR состоит из двух тяжелых (H) и двух легких (L) цепей, соединенных дисульфидными связями. Мол. масса каждой из легких цепей составляет 22 кД, тяжелых цепей — 70 кД. Каждая из цепей построена из пространственно автономных гомологичных доменов. Тяжелые (4-цепи включают по 5 доменов, из них один вариабельный (Vн) и 4 константные (Сн). Домены нумеруют от N- к С-концу. В соответствии с этим домены тяжелых цепей обозначают как Vн (Vμ), Cн1 (Cμ1), Сн2 (Сμ2), Сн3 (Сμ3), Сн4 (Сμ4). В тяжелых цепях рецептора между доменом Сн4 и трансмембранной областью имеется связывающий участок, состоящий из 12 гидрофильных аминокислотных остатков.
С-концевая часть тяжелых цепей рецептора имеет гидрофобный участок, локализующийся в мембране (трансмембранная область рецептора), за которым следует участок рецептора, погруженный в цитоплазму В-лимфоцита. Этот участок называется цитоплазматическим. Трансмембранная часть BCR в-лимфоциты небольшая, состоит из 26 аминокислотных участков, его цитоплазматическая часть еще меньше — включает трипептид Lys-Val-Lys-COOH.
Легкие цепи BCR включают по 2 домена, один из них вариабельный (VL), другой константный (Cl). Обозначают последовательность доменов легких цепей как VL, СL. Домены цепей Vн, Cн и VL, CL формируют Fab-фрагмент рецептора, два Fab-фрагмента (по два каждого из указанных доменов (см. рис. 4.2)) образуют (Fab)2-фрагмент. Остальные домены двух тяжелых цепей рецептора (Сн2, Сн3, Сн4) входят в состав его Fc-фрагмента. Комбинирование высоковариабельных доменов Vн и VL в составе BCR формирует антигенраспознающую область рецептора, именуемую также активным центром. В соответствии со строением молекулы каждый рецептор содержит два активных центра. В отличие o r TCR, распознающего эпитопы фрагментированного антигена в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости классов I (ЦТЛ) или II (Th), BCR способен связывать эпитопы нативного антигена, фрагментация антигена и его ассоциация с молекулами главного комплекса гистосовместимости для связывания BCR не требуется.
Как отмечалось выше, зрелые В-лимфоциты экспрессируют на мембране IgM и IgD, наличие IgD на клеточной поверхности — показатель зрелости В-клетки. Эти иммуноглобулины характеризуются одной и той же антигенной специфичностью, имеют один и тот же тип легких цепей, однако мембранный IgD многих В-клеток характеризуется не формулой H2L2, a HL. Поскольку классы иммуноглобулинов различаются между собой по тяжелым цепям, то мембранные иммуноглобулины В-клеток (IgM и IgD) характеризуются двумя изотипами — μ и δ. В процессе иммунного ответа изотип мембранного Ig меняется. В результате взаимодействия лиганда CD40L (CD154) T-лимфоцита с молекулой CD40 В-клетки T-лимфоцитом продуцируются цитокины, под влиянием которых изменяется изотип мембранного IgM на IgG1 и IgE — под влиянием ИЛ-4, на IgG2 и IgG3 — под влиянием ИНФγ, на IgA и IgG2b — под влиянием ТФРβ.
Легкие цепи рецептора, как и иммуноглобулинов других классов, известны, как отмечалось выше, в виде двух изотипов — к или λ. Соотношение к- и λ-цепей у разных животных разное: у грызунов (мыши, крысы) численность В-клеток с к- и λ-цепями BCR составляет >95 и <5%, у KPC и лошадей — 5 и 95%, у приматов (обезьяны Резус, Бабуины) — 50 и 50%, у человека — 70 и 30%, у плотоядных (кошки, собаки) — 10 и 90% соответственно.
Участки рецептора, располагающиеся над клеточной мембраной, называют внеклеточными участками. Таким образом, BCR, как и многие другие молекулярные структуры клеточной поверхности, имеет в целом три части — внеклеточную, трансмембраннуто и цитоплазматическую. Короткая цитоплазматическая часть BCR (три аминокислотных остатка) не может служить проводником внутриклеточного сигнала, индуцируемого взаимодействием BCR-антиген, поскольку не способна формировать молекулярные структуры, необходимые для взаимодействия с внутриклеточными белками. Эту функцию выполняют полипептидные цепи Igα (CD79a) и Igβ (CD79b), имеющие по одному внеклеточному домену и длинный цитоплазматический хвост. Антигены 79а и 79b имеют мол. массу 47 и 37 кД, соответственно, характеризуются как гликопротеины, относятся к суперсемейству иммуноглобулинов, экспрессируются на поверхности В-лимфоцитов на стадии пре-В одновременно с образованием комплекса μ-цепи и суррогатных легких цепей, т.е. на стадии образования пре-BCR. Домены этих цепей (Igα и Igβ) прочно соединены с тяжелыми цепями рецептора нековалентной связью. Цитоплазматическая часть цепей Igα и Igβ, подобно таковой цепей TCR (цепи ζ, антиген CD3), имеет характерные домены ITAM (Immunoreceptor tyrosine-based activation motif), именуемые тирозинсодержащими активационными последовательностями аминокислот в иммунорецепторах. Начальным этапом проведения активационного сигнала внутрь клетки, индуцированного конформационными изменениями рецептора в результате его взаимодействия с антигеном, является фосфорилирование молекул ITAM протеинтирозинкиназами цитозоля.
Для активации В-лимфоцита существенно-значимой является экспрессия на его мембране корецепторных молекул с сигнальной функцией, включающих CD19, CD21 (рецептор CR2 для компонентов комплемента iC3b, C3d и C3dg) и молекулу TAPA-1 (Target of antiproliferative antibody). Молекула TAPA-1 (CD81) имеет 4 трансмембранных участка, ассоциирована с рецептором, однако функции ее не изучены. Предполагается возможность ее участия во взаимодействии В-клетки с Т-лимфоцитом. Антиген CD 19 определяется на В-клетках на стадии про-В, антиген CD20 — на стадии пре-В, антиген CD21 — на стадии незрелых В-лимфоцитов.
АГ-распознающие рецепторы В-лимфоцитов метят меченными флуорохромом антителами к иммуноглобулинам. С помощью меченых рецепторов показано, что мембрана В-лимфоцита находится в динамическом состоянии, поддерживаемом активным метаболизмом клетки. За 3-6 ч. инкубирования клетки при 37°, но не при 4°С, в среду освобождается 30±5% рецепторов клеточной поверхности, полностью смена иммуноглобулинов на мембране происходит за 8-20 ч. В реакции иммунофлуоресценции установлено, что окрашенные рецепторы располагаются на клеточной мембране диффузно. Затем происходит их перераспределение, в ходе которого диффузное свечение сменяется свечением в форме округлых пятен или пояса. Через 2 мин. свечение локализуется в виде «шапочки» или «колпачка» на одном из полюсов клетки, обычно над областью аппарата Гольджи. Через 5 мин, инкубирования «шапочка» поглощается клеткой путем пиноцитоза, который завершается за 2 ч. Однако повторное окрашивание клетки сопровождается свечением лишь через 8-20 ч., в течение которых иммуноглобулины вновь появляются на клеточной поверхности. За этот период времени пиноцитированные иммуноглобулины подвергаются внутриклеточной деградации. Аналогичные процессы развиваются при взаимодействии рецептор-антиген, являются основой АГ-представляющей функции В-клеток.