Heterogenita imunoglobulinů je podmíněna variabilitou sekvence aminokyselin jednotlivých polypeptidových řetězců a jejím důsledkem jsou vysoce rozmanité protilátkové specifity a různé biologické aktivity a to přesto, že molekuly imunoglobulinů mají obdobnou molekulární stavbu.

Typy lehkých řetězců

Všechny řetězce L mají molekulovou hmotnost asi 23.000 a jsou podle antigenního složení konstantních oblastí rozděleny do dvou typů kappa a lambda. Oba typy řetězců L byly nalezeny u všech savců. Daná molekula imunoglobulinů vždy obsahuje 2 řetězce L jednoho typu, buď kappa nebo lambda, nikdy oba současně.

Třídy těžkých řetězců

Podle rozdílů ve struktuře konstantních částí řetězců H prokázaných sérologickými a chemickými metodami bylo u lidí nalezeno 5 základních tříd imunoglobulinů. Různé formy řetězců H, označované gama, alfa, mí, delta a epsilon, se liší v molekulární hmotnosti, která se pohybuje od 50.000 do 70.000. Na řetězcích mí a epsilon bylo nalezeno 5 domén (1 V a 4 C domény), zatímco řetězce alfa a gama obsahují domény 4. Molekulová hmotnost řetězce delta je v důsledku delší „hinge" oblasti (otočná, sklopná oblast) vyšší než hmotnost řetězců gama a alfa, ale menší než hmotnost řetězců mí a epsilon.

Třída řetězce H určuje třídu imunoglobulinů. Na základě tohoto kritéria jsou imunoglobuliny rozděleny do pěti tříd:

IgG, IgA, IgM, IgD a IgE.

Dva řetězce gama spojené s dvěma řetězci kappa nebo lambda tvoří molekulu IgG, která představuje základní třídu imunoglobulinů nacházenou v séru. Podobně dva řetězce mí spojené se dvěma řetězci L tvoří základní podjednotku IgM.

IgM jsou makroglobuliny obsahující 5 základních čtyřřetězcových podjednotek (viz obr.).

IgA se nachází v 5 různých molekulárních formách, může být tvořen jednou až pěti základními podjednotkami. Další třídy, IgD a IgE, jsou stejně jako IgG, tvořeny pouze jednou podjednotkou. Klasifikace a vlastnosti imunoglobulinů jsou shrnuty v tabulce.

Vlastnosti lidských imunoglobulinů

	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Třída řetězců H	g	a	m	d	e
Podtřída řetězců H	g1, g2, g3, g4	a1, a2	m1, m2
Typ řetězců L	k a l	k a l	k a l	k a l	k a l
Vzorec molekuly	g₂L₂	a₂L₂¹ nebo (a₂L₂)₂SC²J³	(a₂L₂)₅ J³	d₂L₂	e₂L₂
Sedimentační koeficient (S)	6 - 7	7	19	7 - 8	8
Molekulová hmotnost	150 000	160 000¹ 400 000⁴	900 000	180 000	190 000
Elektroforetická mobilita	g	rychlé g	rychlé g	rychlé g	rychlé g
Fixace komplementu	+	0	++++	0	0
Koncentrace v séru [g/l]	10	2	1,2	0,03	0,0005
Poločas [dny]	23	6	5	3	2
Průchod placentou	+	0	0	0	0
Reaginová aktivita	?	0	0	0	++++
Lýza bakterií	+	+	+++	?	?
Protivirová aktivita	+	+++	+	?	?

¹Pro monomerní sérové IgA

²Sekreční komponenta

³Řetězec J

⁴Pro sekreční IgA

lit.

Stites DP, Terr AI: Základní a klinická imunologie. Victoria Publishing, a.s., Praha, 1994, str. 110.

Podtřídy polypeptidových řetězců

Na základě rozdílných fyzikálně-chemických charakteristik je většina řetězců H ještě dále dělena do podtříd. Řetězce H dané imunoglobulinové třídy vykazují větší příbuznost mezi sebou než s řetězci třídy jiné. Např. u lidí byly nalezeny 4 podtřídy řetězců gama, gama 1, gama 2, gama 3 a gama 4, které tvoří podtřídy IgG 1, IgG 2, IgG 3 a IgG 4. Oblasti C těchto řetězců gama vykazují vyšší homologii mezi sebou navzájem, než je homologie mezi nimi a řetězci alfa, mí, delta nebo epsilon.

Významným měřítkem pro stanovení strukturálních rozdílů mezi podtřídami imunoglobulinů je počet disulfidických můstků mezi řetězci H. Na rozdíl od všech dalších tříd jsou ve třídě IgA 2 vázány kovalentní disulfidickou vazbou také řetězce L. K řetězcům H jsou pak tyto řetězce L vázány nekovalentními interakcemi. U všech dalších imunoglobulinových tříd a podtříd je vždy vazba mezi řetězci H a L kovalentní (-S-S-) lokalizovaná buď blíže k místům spojení V_H s C_H1 nebo blíže spojení C_H1 a C_H2. Zatímco řetězce L typu kappa nevykazují variabilitu v oblasti C, u řetězců lambda byly pro lidskou populaci nalezeny 4 různé formy, což poukazuje na tandemovou duplikaci genu. Tyto skupiny řetězců lambda jsou označovány jako subtypy, nikoli podtřídy, jako je tomu v případě řetězců H. Každý řetězec H může být spojen s kterýmkoli řetězcem L. Pro zařazení do třídy, resp. podtřídy, je určujícím faktorem charakter řetězce H. V každé imunoglobulinové třídě i podtřídě byly nalezeny kappa i lambda řetězce.

Allotypické (allelické) formy těžkých a lehkých řetězců

Některé izotypy řetězců H a L nesou genetické znaky, které jsou dědičné podle Mendelových zákonů dědičnosti. Alternativní formy těchto znaků na daném genetickém lokusu jsou nazývány allotypy. U lidí byly nalezeny allelické formy pro řetězce H gama a alfa a pro řetězce L typu kappa. Allotypy vázané na řetězce gama jsou označovány „Gm", allotypy vázané na alfa jsou označovány „Am" a allotypy kappa podle zkratky jména pacienta „Inv". Allotypické formy pro lambda, IgM, IgD a IgE nebyly dosud objeveny. Allotypy byly prokázány pomocí homologních (od stejného živočišného druhu získaných) antisér, které reagují s cizorodými determinantami imunoglobulinů testovaného vzorku séra. Např. matky mohou být v průběhu těhotenství imunizovány allotypovými determinantami otce. Podobně může docházet ke tvorbě protilátek proti allotypovým determinantám při krevních transfúzích. Dalším zdrojem pro allotypové protilátky mohou být séra některých nemocných revmatoidní artritidou, která obsahují revmatoidní faktory reagující s IgG některých (ne však všech) zdravých osob. Revmatoidní faktory se také vážou na allotypové determinanty. Strukturální rozdíly, které podmiňují vznik allotypových determinant, obvykle odpovídají změnám v sekvenci jedné nebo několika aminokyselin v konstantních oblastech řetězců H a L.

Další informace

· Imunoglobuliny

· Základní struktura a terminologie imunoglobulinů

· Sekreční komponenta a řetězec J

· Sacharidové složky imunoglobulinů

· Imunoglobuliny: biologické aktivity

· Imunoglobuliny: variabilní oblast

· Idiotypy

· Imunoglobuliny: povrchové

· Imunoglobuliny: prostorové modely

· Imunogenicita

· Imunochemické techniky

Jaroslava Vávrová

recenzoval Miroslav Engliš

Imunoglobuliny: heterogenita