СТРУКТУРА УГЛЕВОДНЫХ ЦЕПЕЙ ^С4-ПАРАПРОТЕИНОВ ЧЕЛОВЕКА, РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ПО СПОСОБНОСТИ СВЯЗЫВАТЬСЯ С КЛЕТОЧНЫМИ РЕЦЕПТОРАМИ

Читать онлайн: 
Текст статьи: 

БИ О О Р ГА Н И Ч Е С К А Я ХИМИЯ
Том 1 8 * № 5 * 1992
УДК 577.112.853.088
© 1992 г. / / . / / . Арбатский, А. О. Желтова,
Е.В. Чернохвостова*, Г. П. Гермап*
Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, Москва;
* Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г. И. Габричевского
Антитела субкласса 04 к аллергенам несомненно имеют существенное
значение в патогенезе атопической аллергии. В отличие от 1^Е-анти-
тел, реагиновая функция которых твердо установлена, ^04-антитела,
но-видимому, могут играть различную роль, являясь в одних случаях
реагинами, а в других — блокирующими (протективными) антителами
[1, 2]. Одной из причин столь противоположных функций антител, относящихся
к одному и тому же изотипу, может быть структурная неоднородность
1д04 [1]. На это, в частности, указывают данные о наличии
двух аллотипов миеломных 1§С4 [3], а также данные о структурной
(антигенной) неоднородности 04-парапротеинов, выявляемой моноклональными
антителами к субкласс-специфическим детерминантам [4],
Кроме того, показано, что 04-парапротеины различаются но способности
фиксироваться на тучных клетках человека и вызывать выделение гистамина
при последующем воздействии анти-^С4-антаеыворотки, а также
по способности тормозить реакцию пассивной кожной анафилаксии
(ПКА) у обезьян, вызываемую 1дЕ-реагинами [1]. Высказано предположение
[1], что в этих функциональных различиях 04-парапротеинов,
отражающих их различную способность к взаимодействию с рецепторами
эффекторных клеток, существенная роль может принадлежать олиго-
сахаридным цепям, связанным с Ес-фрагментом молекулы Однако
экспериментальные данные о наличии какой-либо взаимосвязи между
рецепторсвязывающими свойствами ^ 0 4 и структурой его углеводной
цепи отсутствуют.
Цель настоящей работы состояла в выяснении наличия или отсутствия
различий в структуре углеводных цепей функционально различающихся
Сг4-парапротеинов.
В лаборатории гуморального иммунитета МНИИЭМ им. Г. Н. Габричевского
было выделено и идентифицировано 27 04-парапротеинов, большинство
из которых реагировало с каждым из шести имеющихся в распоряжении
субкласс-специфических моноклональных антител и только
пять параиротеинов (условно названных нетипичными) не реагировали
с одним из этих антител — 1Н2 *. Различия между типичными и нетипичными
04-наранротеинами подтверждены также в реакции ПКА на
обезьянах резус** по методу, описанному ранее [5]. Так, из трех типичных
и одного нетипичного ( ^ 0 4 -Анд) парапротеинов лишь послед*
Предоставлено проф. В. Б. Климовичем ( Н И И рентгенологии и радиологии,
•Санкт-Н етербу рг).
*е Исследования проведены на базе Института экспериментальной патологии к
терапии (Сухуми) в лаборатории цроф Э, К. Джикидзе.
744
ний не давал реакции ПКА после внутривенного введения анти-1д04 с
сильной Эванса.
Для сравнительного анализа углеводных цепей использовали три препарата
04-парапротеинов: типичные 04-Мат, 04-Злы и нетипичный
04-Анд. Изучение структуры и гетерогенности олкгосахаридных фрагментов
^ 0 4 проводилось разработанным ранее методом [6, 7], основанным
на идентификации олигосахаридов (ОС) с помощью ВЭЖХ. Образцы
¡§04 (2—3 мг) десиалилировали, подвергали восстановительному
расщеплению под действием 1лВН4, полученные олигосахариды отделяли
от гликопептидов ионообменной хроматографией и анализировали ВЭЖХ
на колонке иигаврЬеге-С18. Условия хроматографии были подобраны
так, чтобы наиболее полно разделить все типы олигосахаридов, имеющиеся
в 1дО (рисунок, а). При этом удается разделить 12 типов олигосахаридов,
соответствующих нефукозилироваиным биантенным (ОС-1 —
ОС-3) и биссектным (ОС-4 —ОС-6), а также фукозилированным биантенным
(ОС-7 — ОС-9) и биссектным (ОС-Ю — ОС-12) цепям, содержащим
соответственно О, 1 и 2 концевых остатка галактозы.
В 81 С «1
А {31-401еКтАс[И-2Мапа1, | |
6 4 6
М ап§1-401сК Ас(И-4С1сК Ас-о1
А Р1-401сМАсР1-2Мапа1/
>сахарид А В С
1 — - —
2 Са.1 — -
3 Са1, йа1 — -
4 - Ш с К А с „
5 во! С к ^ А с .. .
6 Са1, Ста) И с ^ с ~
7 - - Кис
8 ва! _ Рис
9 Са1, Оа1 — Рис
10 - СТсКАс Кис
11 Оа! С 1о1\Ас Рис
12 Са), Са1 Ок-КАс Рис
Проведение анализа в стандартных условиях позволяет сравнить
соотношение названных выше олигосахаридов в каждом 04-парапротеине.
Так, в 04-Мат (рисунок, б) имеются в основном биантенные цепи, причем
соотношение олигосахаридов, имеющих 2, 1 и 0 остатков галактозы,
равно ~7 : 2 : 1, а степень фукозилирования олигосахаридов составляет
не менее 80%. Гораздо большая гетерогенность олигосахаридов наблюдается
в 04-Злы (рисунок, в), где в соизмеримых количествах присутствуют
все типы структур. По сравнению с 04-Мат в 04-Злы содержится
значительно больше биссектных цепей, тем не менее и в этом случае
преобладают дигалактозил-олигосахариды (ОС-3, ОС-9, ОС-12).
1§04-Анд существенно отличается от двух первых парапротеипов
(рисунок, г). Главная его особенность — резкое увеличение относительного
количества олигосахаридов, не имеющих одного или обоих остатков
галактозы, причем это касается всех типов цепей: биантенных и биссектных,
фукозилированных и нефукозилированных. В среднем (для всех
типов цепей) соотношение олигосахаридов, содержащих 2, 1 и 0 остатков
галактозы, равно —1 :3 :3 .
Таким образом, наблюдается явно выраженное различие в структуре
углеводных цепей типичного и нетипичного 04-парапротеина: нетипич-
ный содержит гораздо больше недостроенных агалактоцепей. Пока
трудно сказать, что «аномальные» антигенные свойства нетипичного
745
В Э Ш Х олигосахаридов из IgG на колонке Ultraspher$-C18.
а - модельная смесь олигосахаридов; б, в, г - олигосахариды
из IgG4-MaT, 1г»С4-Злы и IgG4-An«
IgG4, проявляемые в реакции с моноклональным антителом 1Н2,—прямое
следствие отсутствия у большинства молекул IgG4-AHfl концевых
остатков галактозы. Тем не менее вполне возможно, что остатки галактозы
непосредственно или косвенным образом влияют на формирование
эпитопа, реагирующего с антителом IH2.
Взаимодействие антител-реагинов с клеточными рецепторами является
ключевой стадией, инициирующей аллергические реакции. В последние
годы опубликовано много новых данных о структуре рецепторов
IgE !8, 9) и IgG [10, 11). Предполагается, что Fce- и Рск-рецепторы
тучных клеток могут действовать синергически [12], причем углеводный
компонент Ig, по-видимому, участвует в процессах связывания [3, 13],
Приведенные здесь данные, хотя и получены лишь на нескольких образцах
С4-парапротеинов, заслуживают внимания, так как являются пер
вым, насколько нам известно, экспериментальным свидетельством в пользу
существования определенной взаимосвязи между структурой углевод746
ной цепи IgG4 и способностью его к взаимодействию с рецепторами
эффекторных клеток.
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Stanworth. D, R. // Monogr. Allergy. 1986. V. 19. Karger, Basel. P. 227-240.
2. Chernokhvostova E. V., German G. P., Kotova T. S., Atovmian О. I. ft Int. Arch.
Allergy Appl. Immunol. 1990. V. 92. № 3. P. 217-222.
3. Kunkel H. G., Joslin F. C., Penn G. М., Natwig ]. В.Ц.I. Exp. Med. 1970. V. 132.
>¡2 3. P. 508-520.
4. Walker M. R., Bird P., Ulacto D. O., Vartdall D. М., Jeffris R. ft Immunology. 1986.
V. 57. № 1. P. 25-28.
5. Vijay A. Perelmutter ¿.//Int.. Arch. Allergy Appl. Immunol. 1977. V. 53. № 1.
P. 78-87.
Й. Арбатский 11. П., Мартынова М. Д., Деревицкая В. А., Кочетков Н. К. ft Докл. А Н
СССР. 1987. Т. 297. № 4. С. 995-999.
7. Арбатский Н. П., Мартынова М. Д., Алешкин В. Л., Деревицкая В. А. ft Биоорган,
химия. 1989. Т. 15. № 2. С. 175-180.
8. Shimizu A., Tepler 1., Ben/l ey P. N.. Berenstein E. H., Siraganian R. P., Leder P. ft
Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1988. V. 85. № 6. P. 1907-1911.
9. Blank U., Ra C., Miller L„ White K., Metzger H., Kine t J.-P. ft Nature. 1989. V. 337.
№ 6203. P. 187-189.
10. Simmons D„ Seed B. //Nature. 1988. V. 333. № 6173. P. 568-570.
11. Sc alio n B. J., Scigliano E., Freedman V. H., Miedel М. C., Pan Y.-C. E., Unk.eless J.C.,
Kochan J. P. //Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. № 13. P. 5079-5083.
12. Stanworth D. R. // Mol. Immunol 1988. V. 25. № 11. P. 1213-1215.
13. Walker M. R., Lund J., Thompson К. М., Jefferis R. // Biochern. J. 1989. V. 259. № 2.
P. 347-353.
Поступило в редакцию
28.XI.1991
N. P. ARBATSKY, A, O. ZHELTOVA, E. V. CHERNOKHVOSTOVA *, G. P. GERMAN*
T H E S T R U C T U R E O F C A R B O H Y D R A T E C H A I N S O F H U M A N IgC*4
P A R A P R O T E I N S D I F F E R I N G IN BINDING W I T H C E L L R E C E P T O R S
N. D. Zelinsky institute of Organic Chemistry, Russian Academy oj Sciences, MoscowX
* G. N. Gabrichevsky Institute of Epidemiology and Microbiology, Moscow
Comparative oligosaccharide analysis by H P L C revealed structural differences ia
the carbohydrate chains of human lgG4 paraproteins, varying in ability to induce
the rhesus monkey’s passive skin anaphylaxis. A nontypical igG4 paraprotein, which
is inactive in this reaction and also does not bind the IgG4-subclass specific monoclonal
antibody IH2, has a much higher proportion of the carbohydrate chains lacking terminal
galactose residues than two typical IgG4 paraproteins. This structural feature may be one
of the reasons for the nontypical IgG4 not to bind by the mast cell Fcf receptor.
747

Комментировать