Связывание антител с антигеном
Антитела распознают антигены всегда в нативной форме и при этом существуют в двух формах: в виде B-клеточных рецепторов и в виде выделяемых клеткой молекул. Секретируемые антитела чаще всего представляют собой бифункциональные молекулы: их V-домены предназначены для связывания с антигенами , тогда как C-домены взаимодействуют с рецепторами на клетках организма-хозяина или с компонентами комплемента .
Методом рентгеноструктурного анализа V-домена было установлено, что каркасные участки Fab -ветвей молекул антител, обычно не принимающие участие в связывании антигена, имеют существенное значение для укладки домена , которая обеспечивает адекватную конформацию (комплементарность) антигенсвязывающего центра антитела ( паратопа ) с антигенной детерминантой ( эпитопом ). А множество нековалентных связей с антигеном образуют отдельные аминокислотные остатки гипервариабельных участков , сосредоточенных на концах Fab-ветвей. Эти взаимодействия (водородные связи, электростатические, ван-дер-ваальсовы и гидрофобные) весьма слабы, однако при большом их числе суммарная энергия связывания получается значительной. Именно действием этих сил обусловлена специфичность антител к данному антигену (т.е. способность различать антигены).
Антитела распознают, разумеется, не отдельные химические группы, а пространственную форму эпитопов . При изучении взаимодействия между лизоцимом и Fab -фрагментом антилизоцимных антител было обнаружено, что поверхности эпитопа и паратопа комплементарны и за пределами гипервариабельных участков. В формировании антигенсвязывающего центра вносят вклад все гипервариабельные участки легкой и тяжелой цепи иммуноглобулина, но, по-видимому, важнее других при этом участок CDR3 , кодируемый VDJ-сегментом гена тяжелой цепи. Вероятно, это обусловлено его большей вариабельностью за счет рекомбинации V-, D- и J-сегментом.
Все реакции антиген-антитело обратимы. И мера прочности связи определяется афинностью антитела (величиной связи одного антигенсвязывающего центра с индивидуальным эпитопом антигена) и его авидностью (суммарной силой взаимодействия антитела с антигеном в случае взаимодействия поливалентного антитела с поливалентным антигеном).
Было показано также, что при "созревании" гуморального иммунного ответа происходит отбор B-клеток по способности быстро связывать антиген (кинетическая селекция) и по прочности связывания антигена (термодинамическая селекция).
Реакциям антиген-антитело, как упоминалось выше и неоднократно, свойственна высокая специфичность. Однако, если антиген А имеет общие эпитопы с антигеном Б, часть антител, специфичных к А, будет реагировать также с Б. Этот феномен назван перекрестной реактивностью .
Следует отметить также, что одно и то же антитело может быть комплементарно к нескольким различным антигенным детерминантам. Они конкурируют за связывание с этим антителом и, по-видимому, занимают различные участки полости, образуемой антигенсвязывающим центром .
Аналогично один и тот же антиген часто способен связывать разные по специфичности антитела перекрывающимися эпитопами своей поверхности.
Подобно этому различные антитела могут связываться одним и тем же участком молекулы, но не одним и тем же эпитопом.
Организм способен образовать антитела почти к любой части молекулы антигена, но при нормальном иммунном ответе этого обычно не происходит: некоторые эпитопы являются иммунодоминантными эпитопами и представляют собой, в частности, полипептидные петли, не имеющие жесткой третичной структуры.
В отдельных случаях иммунодоминантные петли локализованы в наиболее пластичных частях молекулы антигена. В связи с этим возникло предполождение, что исходные конфигурации взаимодействующих молекул антигена и антитела не точно комплементарны друг другу. Определенная пластичность, присущая эпитопу антигена и гипервариабельным участкам молекулы антитела, по всей вероятности, способствует достижению оптимального уровня энергии связывания. Это, в частности, достоверно подтвердили результаты рентгеноструктурного анализа комплексов, образованных Fab-фрагментами антител с нейраминидазой вируса гриппа, использованной в качестве антигена.
