научная статья по теме ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ IGG АНТИТЕЛ ИЗ КРОВИ БОЛЬНЫХ СИНДРОМОМ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА Химия

Текст научной статьи на тему «ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ IGG АНТИТЕЛ ИЗ КРОВИ БОЛЬНЫХ СИНДРОМОМ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА»

БИОХИМИЯ, 2006, том 71, вып. 3, с. 320 - 332

УДК 578.828.6

ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДО АНТИТЕЛ ИЗ КРОВИ БОЛЬНЫХ СИНДРОМОМ ПРИОБРЕТЕННОГО ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА*

© 2006 г. Е.С. Одинцова1, М.А. Харитонова2, А.Г. Барановский1, Л.П. Сизякина2, В.Н. Бунева1, Г.А. Невинский1**

1 Институт химической и фундаментальной медицины СО РАН, 630090 Новосибирск, пр. Лаврентьева, 8; факс: (3832)333-677,

электронная почта: nevinsky@niboch.nsc.ru

2 НИИ клинической иммунологии Ростовского государственного

медицинского университета, 344022 Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29

Поступила в редакцию 29.06.05 После доработки 04.10.05

Впервые проведен анализ протеолитической активности антител (АТ) из крови больных СПИДом. Показано, что АТ проявляют особенно высокую активность к гидролизу Р-казеина и в меньшей степени гид-ролизуют обратную транскриптазу ВИЧ (ОТ), а также человеческий сывороточный альбумин (ЧСА). Проверено выполнение ряда принятых в абзимологии критериев и показано, что способность гидролизовать ОТ, ЧСА и Р-казеин является собственным свойством поликлональных АТ больных СПИДом. АТ, гидроли-зующие Р-казеин, обнаружены у 95% больных СПИДом и являются сериноподобными протеазами. Установлено, что поликлональные протеазы-абзимы существенно отличаются от типичных протеаз человека по субстратной специфичности. Отмечено, что у разных больных АТ могут проявлять различные профили зависимости протеолитической активности от рН среды. Установлено, что продукты АТ-зависимого гидролиза Р-казеина отличаются от таковых в случае трипсина, химотрипсина и протеиназы К.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: иммуноглобулины, природные абзимы, СПИД, протеолитическая активность.

Антитела (АТ) против стабильных аналогов переходных состояний, а также природные иммуноглобулины с каталитическими активностями названы абзимами и достаточно хорошо описаны в литературе [1—8]. За последние 15 лет абзимы с различными ферментативными активностями выделены из крови больных рядом аутоиммунных (АИ) заболеваний (АИЗ) [4—8]. Первым примером природных абзимов были ^в, выделенные из крови больных бронхиальной астмой, которые гидролизовали вазоактивный интестинальный пептид [9]. Затем в крови больных системной красной волчанкой (СКВ) были обнаружены с ДНКазной [10] и РНКазной активностями [11—13]. Описаны также антите-

Принятые сокращения: АТ — антитела, АИ — аутоиммунные, АИЗ — аутоиммунные заболевания, ВИЧ — вирус иммунодефицита человека, СКВ — системная красная волчанка, ОТ — обратная транскриптаза, ЧСА — человеческий сывороточный альбумин.

* Первоначально английский вариант рукописи был опубликован на сайте «Biochemistry» (Moscow), Papers in Press, BM 05-155, 25.12.2005.

** Адресат для корреспонденции и запросов оттисков.

ла и/или 1яМ, гидролизующие ДНК, РНК [11, 14—17] и полисахариды [18, 19], выделенные из крови пациентов с различными АИЗ (СКВ [11], тиреоидит Хашимото [20], полиартрит [16], рассеянный склероз [21—23], лимфопролифера-тивные заболевания [14], полиневриты, злокачественные опухоли [18, 19], а также два вирусных заболевания: вирусный гепатит [17] и СПИД [15]).

Известны больных АИЗ, которые гидро-лизуют аутоантигенные белки — тиреоглобулин (тиреоидит Хашимото и ревматоидный артрит) [24, 25], протромбин (множественная миелома) [26], белковый фактор VIII (гемофилия) [27] и основной белок миелина (рассеянный склероз; антитела ^в, ^М и 1яА) [28-30].

В молоке здоровых рожениц были обнаружены sIgA с нуклеазной [7, 31, 32], АТРазной [33, 34], протеинкиназной [35, 36] и полисахарид-гидролизующей [37] активностями. Согласно совокупности данных ряда работ во время беременности и особенно после начала лактации организм женщины временно характеризуется иммунным статусом, сходным с таковым для боль-

ных АИЗ ([38] и ссылки в ней). В то же время, согласно нашим данным, АТ из крови здоровых доноров, а также больных гриппом, пневмонией, туберкулезом, тонзиллитом, язвой 12-перстной кишки и некоторых онкобольных (раки матки, молочной железы, кишечника, протекающие без существенных нарушений иммунного статуса) не проявляли заметной каталитической активности [7, 38, 39].

СПИД — Вирусное заболевание, приводящее к дисфункции иммунной системы [40]. Выраженный иммунный ответ на компоненты вируса является важнейшим фактором, определяющим медленное развитие ВИЧ-инфекции до стадии СПИДа, приводящей к прогрессирующему снижению числа Т-хелперов и их функциональной недостаточности. Активация В-лимфоцитов при ВИЧ-инфекции приводит к гипергаммагло-булинемии, появлению в сыворотке иммунных комплексов и ауто-АТ. Структурное сходство между консервативными участками молекул HLA классов I и II и вирусными гликопротеида-ми яр120 и gp41 может быть причиной появления ауто-АТ к HLA. Хотя системные АИ-реак-ции при ВИЧ-инфекции развиваются редко, отдельные АИ-нарушения (лимфопения, нейтро-пения, анемия и тромбоцитопения) лежат в основе клинических проявлений СПИДа. Чаще всего вырабатываются АТ к лимфоцитам, реже — к тромбоцитам и нейтрофилам. У ВИЧ-инфицированных выявлены также антинуклеарные АТ, антитела к кардиолипину, интерлейкину ГЬ-2, молекулам CD4 и CD8 и некоторым сывороточным белкам: иммуноглобулинам, тиреоглобули-ну [41]. После поликлональной активации лимфоцитов наступает их физический дефицит.

В данной работе проведено исследование протеолитической активности ^О антител из крови больных СПИДом.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выделение антител. ^О антитела были выделены из крови 110 больных в возрасте от 18 до 40 лет, из которых согласно классификации Центра по контролю и профилактике болезней 45 находились на стадии генерализованной лимфаде-нопатии, 65 — в стадии пре-СПИДа. Венозную кровь, отобранную у пациентов натощак, смешивали с 4%-ным цитратом натрия в соотношении цитрат/кровь 1 : 4. Полученную смесь выдерживали 3—5 ч и центрифугировали при 3000 g 15 мин. Для осаждения белков к 1 мл полученной плазмы крови добавляли равный объем 50 мМ ТЙ8-НС1, рН 7,5, содержавшего 150 мМ №С1 и сульфат аммония, до 50%-ного насыще-

ния. Осадок после 1 ч инкубации при 5° отделяли центрифугированием (12 000 g, 10 мин), растворяли в 1 мл буфера 50 мМ Тга-НС1, pH 7,5, содержавшего 150 мМ NaCl, и диализовали 12 ч против этого же буфера при 4°.

Диализованную фракцию суммарных белков крови центрифугировали, и супернатант наносили на колонку с Protein A-Sepharose (1 мл), уравновешенную буфером А (50 мМ Тris-HQ, pH 7,5, 150 мМ NaCl). Белки, не взаимодействующие с сорбентом, отмывали тем же буфером до полного исчезновения поглощения при 280 нм. Неспецифически адсорбированные белки и липи-ды элюировали буфером А, содержавшим 1%-ный Triton X-100, и колонку промывали 50 мМ TOs-HCl-буфером, pH 7,5, содержавшим 0,3 М NaCl. Суммарную фракцию АТ, содержавшую IgG, IgA и IgM, элюировали 0,1 М глицин-HCl, pH 2,6, и сразу после выхода с колонки фракции АТ нейтрализовали 1,5 М TOs-HCl, рН 8,0. АТ диализо-вали против буфера А.

Разделение IgG, IgA и IgM проводили с помощью высокоэффективной гель-фильтрации на колонке Superdex 200 HR 10/30 (100 х 300 мм) (хроматограф Sprint Biocad, «Pharmacia», Швеция), уравновешенной 20 мМ Tris-HCl, pH 7,5, содержавшим 0,3 М KCl. Перед FPLC гель-фильтрацией для диссоциации комплексов 250 мкл раствора АТ (~1 мг/мл) смешивали с 83 мкл 3 М MgCl2 и 166 мкл 3 М NaCl, выдерживали 30 мин, центрифугировали (10 мин, 10 000 g). Перед нанесением образца на колонку наносили 2 мл буфера, содержавшего 0,5 М MgCl2 и 1 М NaCl, а затем раствор АТ. Элюцию проводили 20 мМ Tris-HCl, pH 7,5 (0,2 мл/мин). Использование инкубации АТ с солями высоких концентраций обеспечивало эффективное разделение белков.

Дополнительную очистку АТ проводили с помощью аффинной хроматографии на колонке с казеин-сефарозой (1 мл, 5 мг казеина на 1 мл смолы). АТ (1,5 мг) наносили на колонку, уравновешенную 50 мМ Тris-HQ-буфером, pH 7,5, или этим же буфером, содержавшим 0,1 М KCl, и Ig элюировали градиентом KCl (0—1 М) в этом же буфере.

Выделение казеина из молока человека. Частично очищенный казеин получали из молока рожениц следующим образом. Молоко (0,5 л) центрифугировали 40 мин при 8000 g, супернатант отбирали и диализовали против 300 hM NaOAc, рН 3—4, в течение ночи (6°) [35]. Затем осадок отделяли центрифугированием (40 мин при 10 000 g), промывали 0,3 M №ОАс, рН 3—4 и центрифугировали (15 мин при 7000 g). Полученный осадок растворяли в 50 mM №ОН, содержавшем 1,5 М NaCl. Высокоочищенные препараты казеина получали высокоэффективной гель-фильтрацией на

колонке c Superdex-75, уравновешенной тем же буфером. Фракции, соответствующие казеину, концентрировали с помощью Centricon YM-10 (1000 g, 4°) до конечной концентрации 1—2 мг/мл.

Электрофоретический и иммунологический анализ белков. Электрофоретический анализ белков проводили методом Лэммли [42] в 4-15%-ном градиентном или 12,5%-ном обычном ПААГ. Белки инкубировали в 50 мМ Tris-HCl, рН 6,8, содержавшем 2%-ный Ds-Na, 10%-ный глицерин и 0,025%-ный бромфеноловый синий, 1 мин при 100° и наносили на гель. Электрофорез проводили 3—4 ч при силе тока 15—20 мА. Белки окрашивали AgNO3 [43] либо кумасси R-250 [44].

При анализе АТ с помощью иммуноблоттин-га после электрофореза осуществляли блот-пе-ренос белков на нитроцеллюлозную мембрану, АТ окрашивали с помощью конъюгата специфических АТ с пероксидазой хрена [45]. Контрольную нитроцеллюлозную мембрану промывали 3 раза водой и окрашивали с помощью следующей смеси: 20 мл свежеприготовленного раствора, содержавшего 550 мг цитрата натрия, 190 мг FeSO4, 40 мг AgNO3 (чувствительность метода 50—100 нг/мм2).

Определение протеолитической и ДНКазной активностей антител. Реакционная смесь (20 мкл) содержала 20 мМ Tris-HCl, рН 7,5, 0,1 мг/мл казеина (или 0,1—0,3 мг/мл другого белка) и 0,05—0,2 мг/мл АТ. В качестве альтернативных субстратов использовали: а-лактальбумин, альбумин, лактоферрин, лизоцим — белки человека, а также казеин, а-лактальбумин коров, OT ВИЧ-1 и ряд других белков. Оптимальное значение рН в реакции гидролиза казеина определяли с использованием буферов (20 мМ) Mes-NaOH (pH 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0) и Tris-HCl (рН 7,5,

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком