Научный руководитель: О.В.Колясников, ст. преподаватель каф. химии СУНЦ МГУ.
Антитела — разновидность белков, содержащихся в плазме крови и тканевых жидкостях позвоночных животных, способных специфично связываться с определенным антигеном. Молекула антитела содержит четыре полипептидные цепи- 2 тяжелые и 2 легкие . В обоих типах цепей можно выделить регионы, которые ответственны за связывание с антигеном – CDR (англ. Complementarity Determining Regions). На каждую тяжелую и легкую цепь приходится по 3 CDR. В каждом CDR наблюдаются консервативные, то есть те, которые встречаются с достаточной регулярностью у разных антител в одних и тех же позициях, аминокислотные последовательности, называемые консервативными аминокислотными мотивами и неконсервативные, то есть те, которые не встречаются на фиксированных позициях у различных антител.
Наша задача состояла в поиске мотивов связывания антигенов, содержащих заряженную карбоксильную группу. Для работы мы использовали локальную базу данных, содержащую 1705 различных пространственных структур антител, взятых из международного банка данных RSCB (www.rcsb.org).
Нам удалось обнаружить мотив, находящийся в CDR H2, состоящий из аминокислотного остатка аргинина в 52 позиции, и глутаминовой кислоты в 61 позиции тяжелой цепи. Этот мотив характерен для одной из так называемых канонических структур CDR H2 — кластера H2-12-1. Взаимное расположение аминокислотных остатков мотива практически всегда одинаково. Если обратить внимание на координацию данного мотива относительно антигена, то можно заметить типичную для данного мотива картину связывания: положительно заряженный аргинин находится между двумя отрицательно заряженными карбоксильными группами антигена и глутаминовой кислоты соответственно.
Проанализировав данную структуру, можно сделать вывод о механизме связывания: положительно заряженный атом азота в аргинине образует ионную пару с отрицательно заряженным атомом кислорода в карбоксильной группе антигена. Функция остатка глутаминовой кислоты заключается в пространственном ориентировании боковой цепи аргинина, имеющую большую степень свободы, в наиболее подходящей для связывания точке пространства. Это взаимодействие наблюдается нами во всех 65 из 66 структур, содержащих данный мотив. Результаты данного исследования полезны для понимания процессов взаимодействия антитела и антигена, и потенциально приведут к повышения аккуратности моделирования структуры антител.
Литература:
А. Ройт, Дж. Бростофф, Д. Мейл, Иммунология. М.:Мир, 2000; 582 с.
B. North, A. Lehmann, R.L. Dunbrack, A new clustering of antibody CDR loop conformations. J Mol Biol, 2011; 406(2): 228–256.