Структурные особенности молекул CD4 и CD8
Корецепторы относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. В их внеклеточной части присутствуют характерные V-подобные (вариабельные) и С-подобные (константные) домены.
- Корецептор CD4 представляет собой одиночную полипептидную цепь с молекулярной массой около 56–59 кДа. Её внеклеточная часть состоит из четырех чередующихся доменов (V–C–V–C).
- Корецептор CD8 имеет строение димера, цепи которого связаны нековалентно, а также дополнительно скреплены дисульфидными мостиками. На большинстве $\alpha\beta$T-клеток встречается гетеродимер из $\alpha$- и $\beta$-цепей (общая масса 69 кДа). На некоторых клетках слизистых оболочек экспрессируется гомодимер $\alpha\alpha$ (масса 64 кДа). Каждая цепь молекулы CD8 имеет всего один V-подобный домен, отделенный от мембраны длинным спейсером.
| Характеристика | CD4 | CD8 |
|---|---|---|
| Структура | 1 полипептидная цепь | Димер ($\alpha\beta$ или $\alpha\alpha$) |
| Внеклеточные домены | Четыре (V–C–V–C) | По одному на цепь (V) |
| Связывание с MHC | MHC-II (через домен $\beta_2$) | MHC-I (через домен $\alpha_3$) |
| Основные клетки-носители | Т-хелперы, регуляторные Т-клетки | Цитотоксические Т-лимфоциты |
Функции корецепторов и передача сигнала
Корецепторы выполняют три важнейшие задачи:
- Повышение сродства к комплексу «антиген – молекула MHC».
- Формирование иммунологического синапса.
- Внутриклеточная передача сигнала.
Цитоплазматические участки молекул CD4 и CD8 прочно связаны с тирозинкиназой Lck (фермент из семейства Src). Именно Lck играет критическую роль в передаче активационного импульса от Т-клеточного рецептора. Когда TCR распознает антигенный пептид, молекула корецептора меняет свою пространственную конформацию, что многократно усиливает прочность ее связи с ферментом и запускает внутриклеточный каскад.
Роль в формировании иммунного синапса
В отличие от комплекса TCR–CD3, молекулы корецепторов изначально находятся в составе рафтов — специализированных плотных структурно-функциональных участков клеточной мембраны.
На ранних этапах активации Т-лимфоцита происходит нековалентное взаимодействие между антигенраспознающим комплексом и корецептором. Корецептор буквально «затягивает» рецепторный комплекс внутрь липидного рафта. В результате формируется иммунный синапс — временная мембранная структура, которая обеспечивает максимально эффективную презентацию антигена и мощную клеточную активацию.
Вспомогательные молекулы и супрессорные эффекты
Помимо CD4 и CD8, в Т-клетках работают и другие вспомогательные молекулы, такие как CD2 (50 кДа) и CD28 (44 кДа). Они также содержат V- и С-подобные домены, а полипептидные цепи CD28 сшиты дисульфидными связями. Важное отличие кроется во внутриклеточной сигнализации: если CD4 и CD8 работают через киназу Lck, то цитоплазматический хвост молекулы CD28 ассоциирован с ферментом PI-3K.
Интересно, что корецепторы способны не только активировать клетку, но и передавать супрессорные (подавляющие) сигналы. Если искусственно «сшить» молекулы корецепторов с помощью моноклональных антител, последующая стимуляция клетки через TCR приведет не к активации, а к апоптозу — программируемой гибели Т-лимфоцита.
Генетический парадокс рецепторов
Антигенраспознающие рецепторы лимфоцитов способны идентифицировать от $10^5$ до $10^6$ вариантов антигенных структур. Согласно классическому правилу «один ген — один белок», для кодирования такого арсенала потребовалось бы около 1 миллиона генов.
Однако общее число генов в геноме человека составляет менее 30 000, и далеко не все из них обслуживают иммунную систему. Этот генетический парадокс решается за счет сложной перестройки участков ДНК: благодаря комбинированию различных фрагментов у человека экспрессируется порядка $2,5 \times 10^7$ вариантов только V-генов для Т-клеточного рецептора.
Удобное правило перемножения для связи с MHC: произведение номера корецептора на класс MHC всегда равно восьми. CD4 взаимодействует с MHC-II (4 × 2 = 8), а CD8 взаимодействует с MHC-I (8 × 1 = 8).
Вопросы с занятий и экзамена
На каких клетках, кроме Т-хелперов, экспрессируется корецептор CD4?
CD4 также присутствует на регуляторных Т-клетках, части NKT-лимфоцитов и γδT-клеток. Кроме того, его слабая экспрессия обнаруживается на макрофагах и дендритных клетках.
В чем разница между гетеродимером и гомодимером молекулы CD8?
Гетеродимер (αβ) присутствует на большинстве стандартных αβT-лимфоцитов. Гомодимер (αα) встречается преимущественно на γδT-клетках, локализованных в слизистых оболочках, однако его точное физиологическое значение пока не установлено.
Какая киназа ассоциирована с молекулой CD28?
В отличие от CD4 и CD8, которые передают сигнал через тирозинкиназу Lck, цитоплазматический хвост молекулы CD28 связан с ферментом PI-3K.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы генетической рекомбинации V-генов TCR
- Строение и функции тирозинкиназы Lck
- Особенности липидных рафтов клеточной мембраны
- Механизмы запуска апоптоза при перекрестном сшивании корецепторов
- Специфика антигенного распознавания у γδT-клеток
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Корецепторы Т-лимфоцитов» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Адаптивный иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.