Аффинные иммуносорбенты

Можно ожидать, что именно здесь связывается антиген. Такое предположение нашло прямое подтверждение после того, как удалось кристаллизовать концевой фрагмент одного из антител вместе со связанным с ним антигеном (витамином К).

Анализ рентгенограммы показал, что молекула витамина лежит в "ущелье" области узнавания и различные ее части сближены и взаимодействуют с определенными аминокислотами в гипервариабильной области.

На рис. изображена пространственная конфигурация одного из вариабильных концевых доменов IgGl. Полипептидная цепочка из 104 аминокислот свернута так, что три ее заштрихованных (гипервариабильных) участка выходят на поверхность домена примерно в одной плоскости, образуя один из склонов "ущелья" связи.

Точками на этом же рисунке обозначены места соединения с парным доменом оконечности той же ветви, образующим второй склон. Аминокислотный состав гипервариабильных участков на обоих склонах, очевидно, разный. Но "ущелье" на конце второй ветви молекулы антитела является точной копией "ущелья" на первой ветви.

Непосредственную область узнавания и связывания антигена в "ущелье" на конце ветви образуют около 20 аминокислот. Но еще не менее 70 аминокислот каждого из концевых доменов участвуют в определении пространственной конфигурации этой области.

Но вернемся к нашей программе создания аффинно-иммунной колонки. Понятна возможность реализации четырех ее первых пунктов. Из сыворотки иммунизированного кролика, двухмолярным раствором сульфата аммония осаждают суммарную фракцию глобулинов.

Затем ее растворяют, диализом освобождают от соли и наносят в буфере рН6,5 на колонку ДЕАЕ-целлюлозы. При таком значении рН IgG не задерживается на колонке и выходит сразу очищенным, поскольку все прочие глобулины остаются на колонке.

Одновременно подготавливают колонку на основе BrCN-активированной сефарозы и фиксируют на ней белок, которым был иммунизирован кролик. Раствор суммарной фракции IgG пропускают через эту колонку и промывают ее буфером. В результате на колонке задерживаются только антитела, специфичные для этого белка-антигена. Их можно снять 0,1М раствором уксусной кислоты или 4,5М раствором MgClg. Полученный таким образом раствор нужных антител нейтрализуют, диализуют от солей и, если надо, концентрируют упариванием воды.

Теперь встает последний вопрос. Как связать эти антитела с матрицей еще одной колонки, причем так, чтобы не пострадала их антигенная активность и специфичность? Нелегкий вопрос!

Но тут природа сделала исследователям роскошный подарок. Оказалось, что некий белок из оболочки бактерии Staphylococcus aureus, названный "белком А", способен прочно связываться с неизменной частью ("стержнем") большинства IgG.

За словом "оказалось" скрывается многое. Вряд ли белок с таким свойством специально искали именно у этой бактерии. Скорее всего его обнаружили случайно. (Но, как говорит пословица, ученый тот, кто видит то же, что видят все, но замечает то, что не заметил никто!).

Так или иначе, но обнаружение указанного свойства белка А открыло путь к осуществлению последнего этапа нашей программы. На колонку активированной сефарозы химически прочно сажают белок А (даже есть в продаже готовая "Protein А - Sepharose CL-4В") и через нее в определенных условиях пропускают раствор специфических антител. Они закрепляются на колонке через свои "стержни" и белок А.

Оба конца разветвления остаются свободными. Колонка готова - создан аффинный иммуносорбент для немедленной очистки из любой белковой смеси того белка, который был использован для иммунизации кролика. Снять его с колонки после очистки не представляет труда - кислотой или солью .

Аффинные иммуносорбенты нашли широкое применение и, кстати сказать, не только для очистки белков. В 1978 г. Stumphet сумели этим методом из смеси фрагментов ядерной ДНК отделить гибридные ДНК-РНК куски. По этим гибридам определили гены, ответственные за синтез рибосомальных РНК. (Кролика в этом случае иммунизировали двухнитевым синтетическим гибридом полиадениловой кислоты и полидезоксириботимидиновой кислоты) Оказалось, что такой гибрид отлично имитирует в отношении специализации антител гибрид ДНК-РНК.