Біологічні науки/ 9. Біохімія і біофізика

Пекло А. О.

Національний університет харчових технологій, Україна

Функціонування абзимів за нормальних фізіологічних умов та при паталогії

Антитіла можуть не тільки пов'язувати компоненти патогенних вірусів чи бактерій, але й за наявності у них каталітичних активностей, також гідролізувати білки, нуклеїнові кислоти і полісахариди вірусів і бактерій [1].

Дуже важливою, якщо навіть не головною причиною бурхливого розвитку досліджень, присвячених виявленню каталітичних антитіл – абзимів, є виключно перспективність їх практичного використання. Оскільки в організмі клінічно здорових людей абзимів не було виявлено, то висловлено припущення, що їхня продукція тісно пов’язана саме з патологічними процесами. Питання про існування природних абзимів в організмі в нормі виникло після того, як було показано, що в молозиві та молоці клінічно здорових жінок є секреторні імуноглобуліни класу А (sIgA), здатні каталізувати фосфорилювання казеїну [2].

Упродовж наступних років у молозиві та молоці людини виявили антитіла різних ізотипів, які гідролізують ДНК, РНК, нуклеотиди, білки та полісахариди, а також фосфорилюють білки, ліпіди та полісахариди [2].

Оскільки у каталізі задіяні варіабельні ділянки антитіл, структура яких кодується недиференційованими формами генів імуноглобулінів, то ці абзими за своєю природою є поліреактивними аутоантитіла. Абзими, виявлені в нормі, належать до класу IgM і здатні гідролізувати білкові та вірусні суперантигени: білок gp120, оболонки вірусу ВІЛ та протеїн А оболонки бактерії S. aureus [3].

Крім того виявили, що IgM і IgG сироватки крові людей похилого віку можуть гідролізувати нейротоксичний бета – амілоїдний пептид, задіяний у розвитку хвороби Альцгеймера. Згідно з цими даними, абзими, виявлені у клінічно здорових людей, виконують в організмі захисну функцію.

У наступних дослідженнях [2] було з’ясовано, що натуральні абзими також є у сироватці крові клінічно здорових людей. Каталітична активність цих абзимів спрямована на гідроліз чужорідних та автологічних антигенів. Інший тип каталітичної активності антитіл сироватки крові клінічно здорових донорів – їхня здатність каталізувати гідроліз білкових антигенів за механізмом, подібним до дії серинових протеїназ.

Функціонування абзимів при патології. Стимул у розвиток абзимології було привнесено в 1989 р. [4], коли співробітники С. Пола із сироватки крові хворих на бронхіальну астму виділили антитіла, здатні гідролізувати пептиди. Упродовж наступних років з’ясували, що при багатьох захворюваннях (автоімунних, вірусних, онкологічних), як було раніше вже зазначено, в організмі людей продукуються антитіла, які гідролізують пептиди, білки, ДНК, РНК та полісахариди. Оскільки в організмі клінічно здорових людей абзими, на той час було не виявлено, то вважалося, що їхня продукція тісно пов’язана саме з патологічними процесами [5]. Питання щодо наявності природних абзимів в організмі в нормі виникло після того, як було показано, що в молозиві і молоці клінічно здорових жінок присутні секреторні імуноглобуліни класу А (sIgA), здатні каталізувати фосфорилювання казеїну [6].

Необхідно відзначити, що в наш час накопичено достатньо інформації про спонтанне утворення каталітичних антитіл в організмі людини і тварин при аутоімунних захворювання [5]. Одним з таких захворювання є розсіяний склероз (РС) – це хронічне нейродегенеративне захворювання, що призводить до руйнування мієлінової оболонки нервових волокон. Традиційно провідна роль у патогенезі розсіяного склерозу відводилася аутореактивним CD4 + Th1 клітинам, специфічним до компонентів мієлінової оболонки, в першу чергу – основного білка мієліну (ОБМ). Однак в останній час значну увагу було приділено ролі гуморальної відповіді в патогенезі РС, і зараз безпосередню участь аутоантитіл до ОБМ і мієлін олігодендроцит глікопротеїну ( МОГ) в демієлінізації не викликає сумніву і підтверджено експериментально [7]. Таким чином, разом зі зв'язувальним компонентом імуноглобулінової відповіді, особливий фундаментальний та практичний науковий інтерес представляє вивчення ролі каталітичних аутоантитіл до ОБМ у розвитку РС. Висновки можуть виявитися дуже перспективними, як з точки зору розуміння механізмів розвитку захворювання, розробки нових підходів до терапії та діагностики, так і для вирішення фундаментальних питань імунології [5,7].

Абзими є моноклональними антитілами, що володіють каталітичною активністю. Існують:

· природні абзими (в молоці, в сироватці крові хворих аутоімунними захворюваннями, гепатитом, СНІДом);

· штучні абзими (гідролізовані ефіри динітрофенолу).

Вони здатні каталізувати будь-які хімічні реакції додатково до тих, для яких існують природні білки ферменти. Це, зокрема, абзими-нуклеази, розщеплюють ДНК (ДНК-абзими) і РНК (РНК-абзими) та протабзими. Патогенетична роль досліджена у природних абзимів з протеолітичною активністю – протабзимів та абзимів з гідролізувальною активністю – ДНК-абзимів [8].

Література:

1. Полетаев А. Г. Иммунологический гомункулус (иммункулус) в норме и при патологии // Биохимия. – 2002. – Т. 67, №5. – С. 721–730.

2. Кіт Ю.Я., Сатрикович М.О., Білий Р.О., Скорохід Н.Р., Янів Л.Б., Стойка Р.С. Імуноглобуліни молозива як молекулярні маркери до клінічної діагностики автоімунних порушень у породіль // Біотехнологія. – 2008. – Т.1, №3. – С. 37 – 46.

3. Uda T, Hifumi E, Ohara K, Zhou Y. Catalitic activity of antibody light chain to gp41: a consideration of refolding in relation to activation mechanism // Chem. Immunol. – 2005. – Vol. 77. – P. 18 – 32.

4. Невинський А., Kanyshkova Т.Г., Бунева В.Н. Природні каталітичні антитіла (абзими) в нормалізації обстановки та патології // Біохімія. – 2010. – Т. 65, №11. – С. 1473 – 1487.

5. Nevinsky G., Buneva V. N. Каталитические антитела в медецине// J. Cell Mol. Med. – 2003. – 7, N 3. – P. 265–276.

6. Enzyme Assays. A Practical Approach / Ed. R. Eisenthal, M.J. Danson. Second Edition. – Oxford: University Press, 2002. – 282 р.

7. Пономаренко Н. А. Каталитические антитела – протеазы // Каталитические антитела. – 2008. – №3. – С. 35 – 49.

8. K. Babu Nageswararao, K. Lakshmi, R. Ramakrshna A Gestalt of abzymes // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences – 2011. – № 4. – Р. 45 – 51.