Как работает иммунная система, лекция 3 ч. 3 (ч. 30)
Как сигнализирует В-клеточный рецептор
Родственным антигеном иммунологи называют антиген, который распознают рецепторы данной В-клетки. Крошечную область родственного антигена, с которой связывается В-клеточный рецептор называют его эпитопом или антигенной детерминантой. Например, если родственный антиген В-клетки окажется белком на поверхности вируса гриппа, эпитоп будет частью этого белка (обычно 6-12 аминокислот), с которым фактически связывается В-клеточный рецептор. Когда В-клеточный рецептор распознает эпитоп, для которого он подобран, он должен сигнализировать об этом распознавании ядру В-клетки, где гены, участвующие в активации В-клетки, могут включаться или выключаться. Но как эта “антенна” В-клеточного рецептора посылает сигнал ядру о том, что она нашла свой эпитоп? Часть тяжелой цепи, которая проходит через клеточную мембрану внутрь клетки, составляет всего несколько аминокислот в длину – слишком короткая, чтобы подавать какие-либо серьезные сигналы.
Чтобы внешняя часть В-клеточного рецептора могла сигнализировать о том, что она увидела, В-клетки снабжены двумя вспомогательными белками, Iga (иммуноглобулин) и Igβ, которые связываются с белком тяжелой цепи и распространяются внутри клетки. Таким образом, полный рецептор В-клеток действительно состоит из двух частей: части тяжелой/легкой цепи вне клетки, которая распознает антиген, но не может сигнализировать, плюс белки Iga и Igβ, которые могут сигнализировать, но которые полностью не отслеживают, что происходит за пределами клетки.
Чтобы создать сигнал активации, многие В-клеточные рецепторы должны быть расположены близко друг к другу на поверхности В-клетки. Когда В-клеточные рецепторы сгруппированы подобным образом, иммунологи говорят, что они сшиты, хотя на самом деле рецепторы не связаны друг с другом. Рецепторы В-клеток могут быть сгруппированы, например, когда они связываются с эпитопом, который присутствует несколько раз на одном антигене (например, белок, в котором последовательность аминокислот повторяется много раз).
В-клеточные рецепторы также могут сшиваться, когда В-клеточные рецепторы связываются с эпитопами отдельных антигенов, которые находятся близко друг к другу на поверхности вредителя. Поверхности большинства бактерий, вирусов и паразитов состоят из множества копий нескольких различных белков. Таким образом, если рецепторы В-клетки распознают эпитоп на одном из этих белков, можно сгруппировать множество В-клеточных рецепторов. Сшивание — это один из способов, которым В-клетки фокусируются на общих врагах. Наконец, рецепторы В-клеток также могут объединяться путем связывания с эпитопами на антигенах, которые собраны вместе (например, сгусток белков). Независимо от того, как происходит объединение, сшивание В-клеточных рецепторов играет важную роль для активации В-клеток. И вот почему.
Хвосты белков Iga и Igβ взаимодействуют с сигнальными молекулами внутри клетки. И когда достаточное количество этих взаимодействий сосредоточено в одной области, инициируется ферментативная цепная реакция, которая посылает сообщение ядру клетки: “В-клеточный рецептор задействован”. Таким образом, хитрость в отправке этого сообщения состоит в том, чтобы собрать вместе множество молекул Iga и Igβ – и это именно то, что делает сшивание рецепторов В-клеток. Группирование В-клеточных рецепторов объединяет достаточное количество молекул Iga и Igβ, чтобы запустить цепную реакцию, которая посылает сигнал “В-клеточный рецептор задействован”.
Вы помните из прошлой лекции, что фрагменты белков комплемента (например, C3b) могут связываться (опсонизировать) с вредителями. Этот маркер указывает, что врожденная иммунная система признала вредителя опасным и собирает свою команду, чтобы уничтожить опсонизированного захватчика. Оказывается, антигены, опсонизированные фрагментами комплемента, также могут предупреждать приобретенную иммунную систему. Вот как это происходит.
В дополнение к рецептору В-клеток и связанным с ним сигнальным молекулам, на поверхности В-клетки есть еще один белок, который может играть важную роль в передаче сигналов. Этот белок служит рецептором, который может связываться с фрагментами комплемента, которые маркируют вредителя. Следовательно, для опсонизированного антигена на В-клетке есть два рецептора, которые могут связываться с антигеном: рецептор В-клеток, который распознает специфический эпитоп на антигене, и рецептор комплемента, который распознает маркер на вредителе. Когда это происходит, опсонизированный антиген действует как “зажим”, который объединяет рецептор В-клеток и рецептор комплемента на поверхности В-клетки.
Когда В-клеточный рецептор и рецептор комплемента соединяются с помощью опсонизированного антигена, сигнал, который посылает В-клеточный рецептор, значительно усиливается. На практике это означает, что количество В-клеточных рецепторов, которые должны сгруппироваться для отправки сигнала “задействованного рецептора” в ядро, уменьшается по меньшей мере в 100 раз. Поскольку рецептор комплемента может оказывать такое сильное влияние на передачу сигналов, он называется корецептором. Функция этого корецептора особенно важна на начальных стадиях атаки, когда количество антигена, доступного для сшивания В-клеточных рецепторов, ограничено. Распознавание опсонизированных вредителей корецептором В-клетки служит для того, чтобы сделать В-клетки чрезвычайно чувствительными к антигенам, которые врожденная система уже определила как опасные. Это прекрасный пример “поучительной” функции врожденной системы. Решение о том, опасен вредитель или нет, обычно принимает врожденная, а не приобретенная иммунная система.
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.