VII. РАСПОЗНАВАНИЕ АНТИГЕНА. Антигенраспознающие рецепторы В-клеток. Рис. 7.1. Строение В-клеточного рецепторного комплекса. Функцию антигенраспознающих рецепторов В-лимфоцитов выполняют мембраносвязанные иммуноглобулины (преимущественно IgM). Особенностью мембранного IgM является наличие трансмембранного гидрофобного и цитоплазматического доменов. Такой рецепторный иммуноглобулин либо непосредственно взаимодействует с белковым или корпускулярным антигеном, либо с антигенными детерминантами на поверхности антигенпрезентирующих клеток (макрофагов, дендритных клеток). Мембранный иммуноглобулин, провзаимодействовавший с антигеном, не может сам по себе активировать ответ В-клеток. Его цитоплазматический участок содержит всего несколько аминокислотных остатков, которые не способны реагировать с внутриклеточными компонентами. Для переноса сигнала с антригенраспознающего рецептора внутрь клетки имеются специальные белки с длинным хвостовым участком. Находятся они на клеточной поверхности вблизи от мембранного иммуноглобулина. Всего таких белков два – Igα (CD79α, специфичный к тому или иному изотипу иммуноглобулинов и Igβ (CD79β, общий для всех изотипов). Помимо передачи сигнала эти белки способствуют выходу мембранного иммуноглобулина на поверхность клетки. Агрегация мембранных иммуноглобулинов приводит к взаимодействию различных тирозиновых протеинкиназ с Igα и Igβ. Активированные киназы индуцируют каскад реакций, в результате которых в клетке накапливаются Са2+-зависимые ферменты и происходит фосфорилирование внутриклеточных белков. Именно они на заключительном этапе формирования ответа В-клеток активируют связанные с ДНК белки и таким образом инициируют транскрипцию специфических генов. Т-клеточный рецепторный комплекс. Рис. 7.2. Строение Т-клеточного антигенраспознающего комплекса. Каждая α- и β-цепь (или γ- и δ-цепь) в составе Т-клеточного рецептора (ТКР, TCR) имеет по одному наружному V- и С-домену, трансмембранный сегмент, содержащий положительно зараженные аминокислотные остатки и короткий цитоплазматический «хвост». Цепи соединены между собой дисульфидной связью, которую образуют их С-домены вблизи клеточной мембраны. Функцию передачи сигнала выполняют низкомолекулярные белки, ассоциированные с ТКР, с общим названием CD3. Каждый из полипептидов, входящих в состав CD3, γ, δ и ε, имеют наружный С-домен (подобный иммуноглобулиновым), трансмембранный сегмент, содержащий отрицательно заряженный аминокислотный остаток, и длинный цитоплазматический «хвост». Наличие длинного «хвоста» позволяет им взаимодействовать с цитоплазматическими белками-трансдукторами после получения антигенного сигнала. В комплекс CD3 входят также димер ζζ, ηη или ζη. Основной домен этих белков находится в цитоплазме, с белками-трансдукторами взаимодействует головной домен. Заряды трансмембранных сегментов важны для сборки и экспрессии Тклеточного рецепторного комплекса. Молекулы главного комплекса гистосовместимости. Установлено, что Т-клеточный рецептор распознает не собственно чужеродный антиген, а его комплекс с белками, контролируемыми главным комплексом гистосовместимости (МНС). Рис. 7.3. Структура молекул МНС I и II классов. Методами рентгеноструктурного анализа выяснена структура молекул I и II классов МНС. Молекула I класса состоит из тяжелой цепи, включающей три домена (α1, α2, α3), и одной легкой цепи – β2-микроглобулина. Связывание антигенного пептида молекулой I класса происходит в антигенсвязывающей щели, образованной α-спиральными участками α1- и α2-доменов. Молекула II класса представляет собой гетеродимер, состоящий из двух нековалентно связанных цепей: α и β, каждая из который включает два домена α 1, α2 и β1 и β2 соответственно. Антигенсвязывающая область, также как и у молекул I класса, образована αспиральными участками. Между молекулами I и II классов видно структурное сходство: однотипная пространственная организация, общее количество доменов, принцип построения антигенсвязывающей области. Иммуногенные формы антигена для Т-клеточных рецепторов. Рис. 7.4. Этапы подготовки антигена (вирусных белков) к взаимодействию с молекулами МНС I класса. 1 этап – разрушение вирусных белков, находящихся в цитозоле, с помощью протеазного комплекса – протеасомы; 2 этап – транспорт образовавшихся пептидов во внутреннее пространство эндоплазматического ретикулума (ЭПР), с помощью белков ТАР-1 и ТАР-2, образующих гетеродимер на эндоплазматической мембране; 3 этап – встреча транспортируемых пептидов с молекулами I класса МНС. Молекулы МНС стабилизированы специальным белком – калнексином. Образовавшийся комплекс пептид–молекула I класса МНС готов к дальнейшему транспорту к плазматической мембране; 4 этап – завершающий этап процесса. Через аппарат Гольджи комплекс транспортируется к клеточной поверхности. Таким образом вирусный пептид в комплексе с молекулой I класса МНС становится доступным (иммуногенным) для его распознавания Т-клеточными антигенраспознающими рецепторами. Рис. 7.5. Этапы подготовки антигена к взаимодействию с молекулами МНС II класса. 1 этап – поглощение бактерий или их токсинов фагоцитирующей, способной к презентации антигена клеткой и разрушение захваченного материала до отдельных пептидов в фаголизосомах; 2 этап – во внутреннем пространстве эндоплазматического ретикулума происходит сборка молекул II класса МНС, которые до встречи с пептидом комплексированы со специальным белком, получившим название инвариантной цепи (Ii-цепь). Этот белок защищает молекулу II класса от случайной встречи с бактериальными пептидами в эндоплазматическом ретикулуме. Комплекс молекулы II класса с инвариантной цепью покидает эндоплазматический ретикулум в составе вакуоли; 3 этап – вакуоль, содержащая комплекс молекулы II класса с инвариантной цепью сливается с фаголизосомой. Кислые протеазы фаголизосом разрушают белок Ii и таким образом снимают запрет на взаимодействие молекул МНС с бактериальными пептидами. Образовавшийся новый комплекс пептид-молекула II класса в составе секреторной вакуоли перемещается к мембране клетки, где и распознается Т-хелперами.