Иммуноглобулины (Ig) представляют собой гликопротеины плазмы крови, выполняющие ключевую роль в гуморальном иммунитете. Каждая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную структуру, состоящую из двух идентичных тяжёлых цепей (H-цепей) и двух лёгких цепей (L-цепей). Тяжёлые цепи содержат 440–550 аминокислотных остатков, лёгкие — 220–250. Цепи соединены дисульфидными мостиками, обеспечивающими стабильность конформации.
Каждая цепь содержит константный (C) и вариабельный (V) регионы. Вариабельные участки тяжёлых и лёгких цепей формируют антивоспалительные участки — антиген-связывающие фрагменты (Fab), отвечающие за специфическое распознавание антигенов. Константные участки тяжёлых цепей образуют Fc-фрагмент, участвующий в связывании с рецепторами иммунных клеток и активации комплемента.
Тяжёлые цепи классифицируются на пять классов: γ, α, μ, δ и ε, определяющих соответствующие классы иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD и IgE. Лёгкие цепи бывают двух типов: κ и λ. Соотношение κ:λ в организме человека составляет примерно 60:40.
IgG — наиболее распространённый класс в сыворотке крови. Обеспечивает долгосрочный иммунитет, способствуя опсонизации, активации комплемента и трансплацентарному переносу антител. IgG имеет четыре подкласса (IgG1–IgG4), различающиеся способностью к связыванию Fc-рецепторов и активации комплемента.
IgA присутствует преимущественно в секретах слизистых оболочек: слюне, молоке, бронхиальном секрете. Обеспечивает первичную защиту слизистых барьеров, предотвращая адгезию патогенов к эпителию.
IgM является пентамером, обладающим высокой аффинностью к антигенам. Первыми синтезируются при первичном контакте с антигеном. Эффективно активирует классический путь комплемента.
IgE связывается с рецепторами тучных клеток и базофилов, играя ключевую роль в аллергических реакциях и защите от гельминтов.
IgD обнаруживается на поверхности незрелых B-лимфоцитов, участвует в их активации и регуляции.
Специфичность иммуноглобулинов определяется вариабельными регионами Fab. Каждый V-регион содержит три гипервариабельные петли (CDR — complementarity-determining regions), формирующие специфическое пространство для связывания антигена. Амфифильная природа этих областей позволяет обеспечивать прочность и избирательность взаимодействий с различными молекулами антигенов: белками, полисахаридами, липидами.
Fc-фрагмент иммуноглобулинов осуществляет взаимодействие с Fc-рецепторами на поверхности макрофагов, нейтрофилов, NK-клеток, обеспечивая:
IgA выполняет защитную функцию на слизистых оболочках, блокируя адгезию микроорганизмов и токсинов. IgM, за счёт пентамерной структуры, обладает высокой авидностью к антигенам и эффективен при агглютинации и активации комплемента.
Иммуноглобулины являются гликопротеинами: N- и O-связанные олигосахаридные цепи на Fc-фрагменте обеспечивают стабильность конформации и модулируют эффекторные функции. Гликозилирование влияет на связывание Fc с Fcγ-рецепторами и на активацию комплемента. Мутации в местах гликозилирования могут нарушать иммунный ответ и способствовать развитию аутоиммунных заболеваний.
Синтез иммуноглобулинов происходит в плазматических клетках. В эндоплазматическом ретикулуме происходит сборка тяжёлых и лёгких цепей, формирование дисульфидных мостиков и N-гликозилирование. После фолдинга и проверки качества в аппарате Гольджи антитела секретируются в плазму или на мембрану B-лимфоцитов в форме мембранного рецептора.
Дефекты синтеза, структурные мутации или аномалии гликозилирования иммуноглобулинов могут приводить к иммунодефицитам и аутоиммунным процессам. Повышенный уровень IgE ассоциируется с аллергиями, а избыточная продукция IgM наблюдается при некоторых инфекционных и лимфопролиферативных заболеваниях. Изменения соотношения κ/λ цепей используются в диагностике множественной миеломы и других патологий плазматических клеток.