Эпитоп
Эпитоп (англ. epitope) или антигенная детерминанта — часть макромолекулы, которая распознается иммунной системой (антителами, B-лимфоцитами, T-лимфоцитами). Часть антитела, распознающая эпитоп называется паратопом. Хотя обычно эпитопы относятся к чужеродным для данного организма белкам, участки собственных белков, распознаваемые иммунной системой, также называются эпитопами.
Большинство эпитопов, распознаваемых антителами или B-клетками, представляются как трехмерные структуры на поверхности молекул антигенов, которые точно совпадают по форме и пространственному расположению электрических зарядов с соответствующими паратопами антител. Исключение составляют линейные эпитопы, которые определяются последовательностями аминокислот в белке (первичные последовательности), а не трехмерной формой. Протяженность В-клеточного эпитопа может достигать 22 аминокислотных остатков.
Эпитопы для Т-клеток представлены на поверхности антиген-презентирующих клеток, где они связаны с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC). Эпитопы, связанные с МНС первого типа обычно пептиды, состоящие из 8-11 аминокислот, в то время как MHC второго типа представляют более длинные пептиды, а нетипичные молекулы MHC также представляют не-пептидные эпитопы, такие как гликолипиды. Т-клеточные эпитопы могут быть только линейными, локализуются как на поверхности, так и внутри белков.
Эпитопы могут определяться такими иммуноферментными методами как ELISPOT и ELISA, и с использованием биочипов.
Генетические последовательности, кодирующие эпитопы, которые распознаются известными антителами, могут быть привязаны к известным генам, тем самым к генам добавляется молекулярная характеристика. Для этой цели используются эпитопы c-myc, HA, FLAG, V5.
В некоторых случаях эпитопы дают перекрестную реакцию. Это свойство используется иммунной системой в регуляции анти-идиотипических антител, существование которых было предположено нобелевским лауреатом Нильсом Кай Жерне (Niels Kaj Jerne). Если антитело связывается с эпитопом какого-то антигена, его паратоп может стать эпитопом (то есть приобретает свойства антигена) для другого антитела. Если это второе антитело класса IgM, то его связывание усиливает иммунный ответ, если же оно класса IgG, то ослабляет.
Взаимодействия эпитопа и паратопа
Антигенсвязывающий центр определяет специфичность антитела, образуя поверхность, комплементарную эпитопу антигена (антигенной детерминанте). Антитела связывают антиген не ковалентно. Площадь контакта антигена и антитела оценивается приблизительно в 700 квадратных ангстрем. Силы, принимающие участие во взаимодействии антиген-антитело:
- 1. Электростатические взаимодействия, возникают между заряженными боковыми группировками аминокислот в виде солевых мостиков;
- 2. Водородные связи, возникают между электрическими диполями;
- 3. Силы Ван-дер-Ваальса, формируются вследствие флуктуации электронных облаков вокруг противоположно поляризованных соседних атомов;
- 4. Гидрофобные взаимодействия, происходят в тех случаях, когда две гидрофобные поверхности стремятся сблизиться, вытесняя воду.
По сравнению с ковалентными связями все эти силы притяжения по отдельности сравнительно слабы, однако в совокупности они обуславливают высокоаффинное взаимодействие. Сила не ковалентной связи в первую очередь зависит от расстояния между взаимодействующими группами, таким образом требуется тесное сближение взаимодействующих групп.
Чтобы паратоп мог связаться со своим эпитопом, взаимодействующие участки должны быть комплементарными по конформации, распределению заряда и гидрофобности — лишь при этих условия формируются гидрофобные мостики. В то же время, при перекрывании электронных оболочек в результате тесного контакта поверхностей белковых молекул могут возникать силы отталкивания. Соотношение сил притяжения и отталкивания играет решающую роль в определении специфичности молекулы антитела и ее способности различать структурно сходные молекулы.
Источники
1. В.Г. Галактионов. «Иммунология», М., 2004, 528 с.
2. Д. Мейл, Дж. Бростофф, Д.Б. Рот, А. Ройт. «Иммунология» 7-е издание, М., 2007, 568 с.
3. Новиков В. В., Добротина Н. А., Бабаев А. А. «Иммунология», Нижний Новгород, 2005, 212 с.