Среди всех классов иммуноглобулинов в количественном отношении
доминирует иммуноглобулин G , поэтому он является главным изотипом сыворотки человека. На его долю
приходится около 75% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов.
Молекула иммуноглобулина G ( гамма класс
тяжелых цепей) состоит из одной субъединицы приблизительно 150 кД. У
человека и мыши описаны по четыре подкласса
IgG, которые впервые были обнаружены серологическими методами.
Шарнирная область характеризуется значительным
числом остатков пролина и цистеина, что и определяет ее гибкость.
Количество дисульфидных связей этой части молекулы варьирует от одного
подкласса к другому. Так, в гамма1- и гамма4-цепях таких связей две, в
гамма2-цепях - четыре, а в гамма3-цепях - одиннадцать (-S-S- связи
обеспечивают взаимодействие двух тяжелых цепей). В гамма1-цепи шарнирная
область начинается с 216-го остатка и заканчивается 231-ым. В то же время
шарнирная область гамма3-цепи на 47 остатков больше по сравнению с гамма1.
Изучение аминокислотной последовательности позволяет предположить, что это
увеличение остатков связано с тандемной дупликацией участка 216-231
гамма1-цепи. Существенной особенностью шарнирной области является
возникающая в результате взаимодействия двух тяжелых цепей жесткая,
циклическая октапептидная структура:
-Cys-Pro-Pro-Cys-
I
I
-Cys-Pro-Pro-Cys-
Она служит осью вращения всей гибкой
шарнирной области, а, следовательно, и
Fab-фрагментов , что необходимо, вероятно, для взаимодействия с антигеном .
Гомология между гамма-цепями мыши,
относящимися, как и у человека, к четырем подклассам, меньше и составляет
60-70%.
Иммуноглобулины класса G равномерно распределены между внутри-
и внесосудистыми пулами и составляют большинство
антител вторичного иммунного ответа.
Биологическая роль IgG
разнообразна. Это и антибактериальная защита через механизм комплемент-зависимого лизиса микробной клетки, и
проникновение через плаценту с той же защитной для развивающегося зародыша
функцией, и "армирование" макрофагов
(цитофильность к макрофагам), в результате чего они становятся
цитотоксическими для трансплантатов и опухолей , и участие в
повышенной реактивности аллергического
типа .
IgG вырабатываются как при первичном , так и при вторичном иммунном ответе . IgG
обладают максимальной способностью проникать в ткани, поэтому они наиболее
эффективно связывают и удаляют антигены.
IgG - наиболее
распространенный иммуноглобулин, обеспечивающий защиту от микроорганизмов и
токсинов. Вероятно, при вторичном иммунном ответе синтезируется, в
основном, IgG. Поскольку IgG способен преодолевать плацентарный барьер, ему
принадлежит главная роль в защите от инфекций в течение нескольких первых
недель жизни. У новорожденных
защищенность усиливается благодаря поступлению в кровоток содержащегося в
молозиве IgG через слизистую кишечника. IgG
с большей легкостью, чем иммуноглобулины других классов, распространяется в
тканевой жидкости, где доминирует среди антител других изотипов и имеет наибольшее значение для
нейтрализации бактериальных токсинов и связывания микроорганизмов с целью
их опсонизации . IgG, образуя комплексы с
бактериями, активирует комплемент и вызывает хемотаксис
полиморфноядерных лейкоцитов . Бактерии, нагруженные антителами и комплементом, прилипают к лейкоцитам , благодаря наличию у последних
рецепторов для комплемента и Fc
-участков. Аналогично внеклеточное уничтожение клеток-мишений, нагруженных
IgG, в основном обусловлено узнаванием поверхностных Fc-гамма нормальными
киллерами , обладающими соответствующими рецепторами. Взаимодействие
между Fc-рецепторами тромбоцитов и IgG в
составе комплексов, возможно, приводит к агрегации и высвобождению
вазоактивных аминов, однако физиологическое значение рецепторов для
Fc-гамма, расположенных на других типах клеток, в особенности на лимфоцитах , до сих пор не установлено. IgG не
способен прочно связываться с тучными
клетками кожи человека, но тем не менее это единственный среди всех
классов человеческих иммуноглобулинов, который обладает способностью
связываться с антигенами в коже морской свинки. В пользу предположения о
том, что биологическая индивидуальность различных классов иммуноглобулинов
обусловлена константными областями тяжелых цепей, особенно Fc -участками, свидетельствуют
описанные выше свойства иммуноглобулинов, а именно, преодоление
плацентарного барьера, фиксация комплемента, связывание с различными типами
клеток, которые, очевидно, опосредованы Fc-участками молекулы Ig.
Что
касается общей регуляции уровня IgG в организме, то можно сказать, что
степень катаболизма, вероятно, находится в прямой зависимости от тотальной
концентрации IgG, в то время как его синтез в основном регулируется
антигенной стимуляцией. К примеру, у животных, содержащихся в стерильных
условиях, уровень IgG чрезвычайно низок, но он быстро повышается после
помещения животного в нормальные условия.
Большинство подклассов ( IgG1 , IgG2 , IgG3 ) способны связываться с компонентом С1 системы
комплемента в области С(H)2-домена и, таким образом, активировать комплемент по классическому пути.
Антигенный анализ миеломных IgG выявил дополнительные вариации и
позволил выделить четыре изотипических подкласса, кодируемых цифрами и
обозначаемых как IgG1 , IgG2 , IgG3 и IgG4 . Подклассы IgG различаются по способности связывать комплемент и активировать его по альтернативному пути ,
связываться с рецептором к Fc-фрагменту IgG на
разных типах клеток и проникать через
плаценту .Структурно ни различаются между собой тяжелыми цепями, а
именно гамма1, гамма2, гамма3 и гамма4, соответственно (см. Классы иммуноглобулинов ). Тяжелые цепи IgG
обладают значительно выраженной гомологией и имеют одинаковые участки,
реагирующие со специфической антиглобулиновой сывороткой. Однако каждый тип
тяжелых цепей обладает одной или несколькими дополнительными структурными
особенностями, а именно, уникальными первичными последовательностями
аминокислот и расположением межцепочечных дисульфидных связей. Это служит
причиной различных свойств IgG, относящихся к разным подклассам.