Биохимия антигенов АВО и Н

После открытия групповых антигенов возникла проблема установления их структуры. Задачей иммунохимиков в области групп крови человека являлось выделить и охарактеризовать структуры, ответственные за специфические свойства веществ, обладающих антигенной активностью, и объяснить, почему они независимы в серологических реакциях.

Выделение антигенов А и В из эритроцитов оказалось непростой задачей. На эритроцитах и других клетках они представлены в водонерастворимой форме. Их удалось выделить экстракцией этанолом. Однако вскоре выяснилось, что эти веще­ства содержатся во многих органах и тканях организма человека, при этом они рас­творимы в воде. Для их выделения к 5 г различных тканей добавляли 25 мл воды, экстракт кипятили в течение 10 мин и затем центрифугировали. Полученный оса­док растворяли в 2,5 мл изотонического раствора натрия хлорида. О присутствии субстанций А и В судили по способности экстрактов угнетать активность анти-А- и/или анти-В-антител (Freidenreich и Hartmann, 1938).

Эти и другие подобные исследования позволили установить, что наиболь­шее количество вещества А и В содержится в секреторных тканях (слизистая оболочка желудка, слюнные железы, жидкость кист яичников) и в меконии.

Эти же вещества были выделены из стенок желудков лошадей, коров и свиней. Процедуру чаще выполняли замораживанием - оттаиванием экстрактов с по­следующим растворением высушенного осадка в охлажденном 90% раство­ре фенола. Фракция, не поддававшаяся растворению, обладала наибольшей ан­тигенной активностью. Высокой степени очистки удавалось добиться ультра­центрифугированием и использованием органических растворителей, напри­мер этанола. Оказалось, что по своей природе группоспецифические вещества А, В и Н являются мукополисахаридами, содержащими приблизительно 85 % углеводов и 15 % белков. Мягкий кислотный гидролиз приводил к исчезнове­нию специфической активности субстрата. При этом высвобождались сахара. Изучение структуры полисахаридов клеточных мембран бактерий подтверди­ло их антигенные различия, обусловленные именно присутствием тех или иных терминальных углеводных группировок.

Существенный прогресс в изучение природы веществ А, В и Н внесли работы Watkins’а и Morgan’а, показавших присутствие анти-Н-подобных агглютининов в сыворотке угря. Последние вызывали агглютинацию эритроцитов человека груп­пы О. Их активность ингибировалась L-фукозой. При последующих исследовани­ях обнаружено, что способность анти-А-лектинов агглютинировать эритроциты А устраняется добавлением в них Ы-ацетил-О-галакгозамина. Анти-В-антитела ней­трализовались D-галакгозой соответственно. Эти результаты были подтверждены при использовании экзогликозидаз, выделенных из Trichomonas foetus и Clostridium welchii. Указанные ферменты разрушали вещества А, В и Н. В то же время актив­ность этих ферментов устраняли К-ацетил-Б-галакгозамин, D-галактоза и L-фукоза соответственно, что указывало на химическую природу группового вещества.

Антигены систем АВО и Н представляют собой олигосахаридные цепи, связанные с полипептидами (гликопротеины) или церамидами (гликосфинго- липиды).

Выделяют 2 класса олигосахаридных цепей, которые экспрессируют АВН- антигены. Первый из них представлен N-гликанами - разветвленными струк­турами, связанными через аминогруппы аспарагина, и N-ацетилглюкозамин. Второй класс представлен О-гликанами, имеющими простую или сложную структуру, связывание в них происходит через гидроксильные группы серина или треонина также через N-ацетилглюкозамин.

Гликосфинголипиды (углеводные цепи, присоединенные к церамиду) под­разделяют в зависимости от биохимической природы на глобозиды, лактозиды и ганглиозиды.

Основная масса антигенов Н, А и В организма представлена гликопротеина­ми, доля гликосфинголипидов существенно меньше.

Антигены Н, А и В формируются трансферазами, которые присоединяют соот­ветствующие моносахариды к цепям-предшественникам.

Н-антиген представлен L-фукозой, присоединенной в позиции С-2 терми­нального галактозного остатка.

А- и В-антигены появляются в результате присоединения к фукозилиро- ванному галакгозному остатку (Н-антигену) N-ацетил-Б-галактозамина или D-галактозы в позиции С-3. Хотя структура Н-антигена представлена не только фукозой, данная группировка считается иммунодетерминантной, поскольку де- фукозилирование приводит к утрате Н-серологической активности субстрата. Аналогичным образом 1Ч-ацетил-0-галактозамин и D-галактозу относят к имму- нодетерминантным структурам, определяющим А- и В-серологическую актив­ность соответственно (Schenkel-Brunner [195]).

Выделяют шесть типов АВН-активных цепей (типы 1 - 6). Цепи типа 1 присутствуют в секретах, плазме и тканях энтодермального происхождения. Цепями типа 2 представлено большинство АВН-активных олигосахаридов на эритроцитах и в тканях экто- и мезодермального происхождения. Тип 3 несет антигенные детерминанты в гликолипидах эритроцитной мембраны и в муци­не у индивидов группы A (Anstee [68]). Тип 4 связан с гликолипидами и пред­ставлен в небольшом количестве на эритроцитах (Anstee [68], Daniels [87], Schenkel-Bnmner [195]). Тип 6 присутствует в виде свободных олигосахари­дов в грудном молоке и моче. Цепи 5-го типа в организме не встречаются, они синтезированы искусственно (Daniels [87], Schenkel-Brunner [195]).

Синтез Н-антигена происходит при участии а1,2-Ь-фукозилтрансферазы, ко­торая обеспечивает перенос фукозы от гуанозин-дифосфата (ГДФ) к галактоз- ному остатку цепи-предшественника в позиции С-2. Известны 2 типа al,2-L- фукозилтрансферазы, синтез каждого из них контролируют высокогомологичные, однако генетически независимыме друг от друга локусы FUT1(H) и FUT2(SE). Они расположены на хромосоме 19. Продукты указанных генов (ферменты) обе­спечивают фукозилирование и образование Н-активных структур в различных тканях. FUT1(H) обладает большей аффиностью к цепям типа 2, в то время как FUT2(SE) - к цепям 1-го типа. У подавляющего большинства людей антиген Н присутствует в обязательном порядке, Н-дефицитные фенотипы очень редки.

Н-антиген, образовавшийся в результате действия al ,2-Ь-фукозилтрансфераз, является субстратом для дальнейшего шикозилирования А- и В-специфическими трансферазами, обеспечивающими присоединение иммунодетерминантных груп­пировок: М-ацетил-О-галактозамина и/или D-галакгозы, после чего субстрат при­обретает А- и/или В-антигенные свойства.

Гены, контролирующие А- и В-трансферазы, независимы от локусов FUT1(H) и FUT2(SE), картированы на хромосоме 9, в локус АВО. Последний нередко содержит молчащие аллели О¹, О² и др., в присутствии которых синте­за А- и В-трансфераз не происходит. У лиц, гомозиготных по таким аллелям, ве­щество Н не конвертируется далее в антигены А.