Главная


Легкие цепи

Различают два типа легких цепей, каппа (%) и лямбда (А,). Оба они имеют молекулярную массу, равную примерно 23 000 Да. Протяженность каждой легкой цепи равна около 214 остатков аминокислот. Когда впервые была исследована первичная структура нескольких каппа-цепей, то оказалось, что первые 110 аминокислотных остатков очень изменчивы, тогда как остальные 110 остатков у данного вида всегда одинаковы. При интерпретации этих результатов возникла еретическая для того времени гипотеза о возможности кодирования одной цепи двумя разными генами 12]. Однако это число оказалось заниженным, и, согласно современным взглядам, по крайней мере три гена кодируют каждую легкую цепь.

Все легкие цепи можно разделить на две почти равные области, по 110 аминокислотных остатков каждая, т. е. на V- и С-области. Каждая из них соответствует одному домену, и в целом они образуют псевдосимметричную структуру. Вариабельные области могут различаться по длине на 1—6 остатков. Как правило, эти различия связаны со вставками около 27-го положения. Инвариантные полуцистиновые остатки, образующие внутрицепьевую дисульфидную связь и полуцистиновый остаток около карбоксильного конца цепи, эволюционно консервативны. Последний полуцистиновый остаток участвует в образовании ковалентной связи легких цепей с тяжелыми (за исключением одного аллотипа IgA2 человека).

Соотношение типов легких цепей у разных видов варьирует. Например, у человека соотношение каппа: лямбда равно 70:30, тогда как у мыши оно составляет 95:5. Причина этих различий не совсем ясна. У мышей много генов V-областей каппа-цепей, но мало таких же генов лямбда-цепей. У человека число У-генов для каппа- и лямбда-цепей примерно одинаково. Каппа- и лямбда-цепи обладают одинаковой способностью комбинироваться с любой тяжелой цепью; таким образом, из этого, очевидно, можно заключить, что не существует особых структурных ограничений для предпочтения одного типа легких цепей другому. Соотношение каппа:лямбда, как правило, хорошо коррелирует лишь с числом соответствующих генов (F-сегмент) в геноме.

У человека константные области каппа-цепей не варьируют, за исключением аллотипического маркера Km в положении 153 и 191.

Km-аллотипы и структура каппа-цепей

  Остатки
153 191
Km (1)
Km (1, 2)
Km (3)
Val
Ala
Ala
Leu
Leu
Val

По аналогии с рентгеноструктурными данными о строении лямбда-цепей человека остатки 153 и 191 находятся на поверхности глобулы и могут участвовать в построении антигенной детерминанты.

Сравнение аминокислотной последо- Аминокислоты обозначены стандартным вательности константных  
областей каппа- однобуквенным кодом. Обведены остатки, цепей крысы, мыши, человека и кролика. общие для всех цепей.

Сравнение аминокислотной последо-Аминокислоты обозначены стандартным вательности константных областей каппа-однобуквенным кодом.
Обведены остатки, цепей крысы, мыши, человека и кролика. общие для всех цепей.

На рисунке показаны константные области легких цепей типа каппа человека и трех видов животных (сокращенные обозначения аминокислот приведены ниже).

Однобуквенные и трехбуквенные обозначения аминокислот

А-а1а-аланин
B-asx-acпарагиновая кислота или аспарагин
C-cys-цистеин
D-asp-аспарагиновая кислота
E-glu-глутаминовая кислота
F-phe-фенилаланин
G-gly-глицин
H-his-гистидин
1-Ие-изолейцин
K-lys-лизин
L-leu-лейцин
M-mct-метионин
N-asn-аспарагин
Р-Рго-пролин
Q-gln-глутамин
R-arg-аргинин
S-ser-сврин
T-thr-треонин
V-val-валин
W-trp-триптофан
Y-tyr-тирозин
Z-glx-глутаминовая кислота, глутамин или пирролидонкарбоксил

Гомология между цепями достигает 37%.

У человека имеется по крайней мере четыре изотипа лямбда-цепей, у мыши — три. Остатки, которые строят изотипическе маркеры, определяемые серологически, находятся на поверхности домена и входят в состав антигенных детерминант.

Сравнение аминокислотных последовательностей константных областей легких лямбда-цепей человека, мыши и свиньи

Аминокислоты обозначены стандартным однобуквенным кодом. Обведены остатки, общие для всех цепей. Обозначения трехмерной структуры:
участки четырехсегментного слоя; участки трехсегментного слоя; шпилькообразные изгибы; петли на поверхности домена.

На рисунке приведены константные области лямбда-цепи человека и двух видов животных. При сопоставлении последовательности константных областей лямбда-цепей мыши и свиньи с таковой человека, для которой известна трехмерная структура, удается предположительно установить, к какому отрезку цепи относятся петли и сегменты с бета-складчатой структурой. Иржи Новотный и Франтишек Франек показали, что слой из четырех сегментов с бета-структурой является эволюционно наименее изменчивым (межвидовая гомология равна 67%). Константные области тяжелых и легких цепей взаимодействуют с этими слоями из четырех сегментов, и возможно, что высокая степень гомологии отражает существование определенных структурных ограничений, необходимых для такой ассоциации. Наибольшая степень вариабельности была найдена у двух поверхностно расположенных петель (гомология равна лишь 6%). В целом у лямбда-цепей человека и двух изученных видов животных около 50% остатков константных областей являются идентичными.