Белки главного комплекса гистосовместимости (ГКГС)

А. Белки суперсемейства гена иммуноглобулинов

Общие функции белков этого семейства состоят в способности специфически узнавать и отличать макромолекулы друг от друга при клеточном взаимодействии. В определенных случаях связывание чужеродных молекул приводит к передаче сигнала в клетку. Общий признак этих белков — наличие в их структуре одного или нескольких так называемых иммуноглобулиновых доменов, для которых характерными являются пептидные последовательности длиной в 70-110 аминокислотных остатков, присутствующих также в иммуноглобулинах (Ig) (см. рис. 81). Ig-домены имеют структуру сэндвича, который построен из антипараллельных β-складчатых листов, соединенных дисульфидным мостиком.

Представителями этого суперсемейства белков являются иммуноглобулины, белки ГКГС (МНС) и рецепторы Т-клеток (см. ниже), F_c-рецепторы, мембранные белки CD3, CD4, CD8, молекулы клеточной адгезии и рецепторы для различных факторов роста. Многие из этих белков состоят из константных (на схеме коричневого или зеленого цвета) и вариабельных (оранжевого цвета) участков. Гомологичные домены показаны одним цветом. За исключением секретируемых форм почти все белки суперсемейства имеют трансмембранные сегменты на С-конце молекулы, которые могут быть встроены в мембрану. Дисульфидные связи расположены в характерных местах пептидной цепи и могут быть внутри- и межмолекулярными.

Иммуноглобулины рассмотрены на с. 288. Показанный на схеме IgM — интегральный мембранный белок, который участвует в ранней стадии образования антител на поверхности В-клеток.

Т-Клеточные рецепторы расположены на поверхности Т-клеток (см. с. 286). Они имеют антителоподобную структуру с одной α- и одной β-цепями, которые содержат константный и вариабельный домены. В отличие от антител Т-клеточные рецепторы имеют только один связывающий участок, который может узнавать и связывать фрагменты чужеродных белков. Такие фрагменты презентируются белками ГКГС, локализованными на поверхности клеток (см. ниже).

CD8 — мембранный белок, который образуется цитотоксическими Т-клетками. Он принадлежит к белкам ГКГС класса I и действует как корецептор (схема Б).

Белки ГКГС (главного комплекса гистосовместимости), названы так, поскольку кодируются последовательностью ДНК, известной как главный комплекс гистосовместимости. Белки ГКГС человека относятся к антигенам лейкоцитов — HLA (от англ. human-leucocyte-associated antigens). Белки ГКГС образуются всеми метками позвоночных (см. с. 286). Полиморфизм этих белков настолько велик, что представляется маловероятным, чтобы два индивидуума несли одинаковый набор белков ГКГС, если они не являются однояйцевыми близнецами. Белки ГКГС связывают на своей вариабельной части небольшие пептиды, которые презентируются Т-клетками (см. с. 286).

Белки ГКГС подразделяются на два больших класса. Белки ГКГС класса I найдены на поверхности почти всех ядерных клеток организма. Именно эти белки вызывают отторжение тканей при трансплантации от другого индивидуума. Они состоят только из α-цепи, связанной с β₂-микроглобулином небольшим инвариантным белком. Молекулы белков ГКГС класса II построены из двух гомологичных пептидных цепей (α и β). Они находятся на поверхности клеток иммунной системы и отличают последние от остальных клеток организма.

Б. Активация цитотоксических Т-клеток

Инфицированная клетка презентирует с помощью белков ГКГС класса I небольшой чужеродный пептид, который может связываться с поверхностью Т-клетки с помощью Т-клеточных рецепторов. Цитотоксическая Т-клетка несет на поверхности кроме Т-клеточных рецепторов также белок CD8, связывающий комплекс из молекул ГКГС и чужеродного пептида. Это активирует цитотоксическую Т-клетку и делает ее способной разрушать инфицированную клетку. В рамке на рисунке показан пептидпрезентирующий домен молекулы ГКГС класса I со связанным чужеродным пептидом (на схеме фиолетового цвета).