При реакции с антигеном не всегда связывающие центры антитела охва-тывают весь антиген. Часть последнего, непосредственно взаимодействующая с антителом, называется антигенной детерлинантой. Одна молекула может содержать одну и более антигенных детерминант. Для изучения специфичности антител необходимо иметь антитела, направленные против индивидуальных антигенных детерминант. Небольшая функциональная группа, представляющая собой одну антигенную детерминанту, называется гаптеном. Гаптенами могут быть различные органические соединения, например ТНФ (тринитрофенильная группа), фениларсонат, моно- и олигосахариды, такие как глюкоза и лактоза, а также олигопептиды, например пентализин. Хотя эти гаптены способны связываться с антителами, тем не менее они обычно не являются иммуногенами, т. е. иммунизация ими не приводит к образованию антител (относительно имеющихся исключений см. работу [66]). В то же время иммунный ответ часто можно вызвать с помощью гаптена, ковалентно присоединенного к большой молекуле, называемой носителем. Этот носитель иммуногенен сам по себе, и иммунизация конъюгатами гаптен-носитель вызывает появление антител как против носителя, так и против гаптена. Полученные таким образом специфичные к гаптену антитела можно изучать методом равновесного диализа в присутствии свободного (не связанного с носителем) гаптена с помощью иммунопреципитации, используя для этого гаптен, пришитый к другому носителю, или же применяя метод торможения преципитации свободным гаптеном.

Описанный способ получения и исследования антигаптеновых антител, впервые примененный Ландштейнером [67], помог выяснить, какие элементы тонкой структуры антигенной детерминанты определяют ее специфичность. Например, на основе данных об относительной аффинности к разным гаптенам антител, полученных против конъюгатов янтарная кислота—сывороточный белок, был сделан вывод о существовании специфического взаимодействия этих антител с малеиновой кислотой в tywc-конфигурации и об отсутствии взаимодействия с фумаровой кислотой в игракс-конфигурации [68]. Это дало возможность сделать предположение о том, что иммуногенная форма янтарной кислоты соответствует tyuc-конфигурации [68]. Способность антител различать цис- и траке-конфигурации нашла подтверждение в более поздней работе, посвященной измерению относительной аффинности антител к конъ-югатам носителя либо с малеиновой, либо с фумаровой кислотой [69] (табл. 23.1, А). В табл. 23.1, Б представлены данные по специфичности антител полученных против napa-азофениларсоната, ковалентно пришитого к бычьему гамма-глобулину [70]. Поскольку в этом случае гаптен связан с ароматическим аминокислотным остатком носителя через пара-азогруппу, то следует ожидать, что специфичность сходных по структуре гаптенов, имеющих в пара-положении объемный заместитель, будет в значительной степени подобна специфичности исходного иммуногена. Оказалось, что действительно пара~ме-тилзамещенный фениларсонат имел большее сродство к антителам, полученным против тгара-азофениларсоната, чем незамещенный фениларсонат. В то же время метилирование по любому другому положению бензольного кольца вызывало уменьшение аффинности, обусловленное, по-видимому, возникновением стерических помех со стороны данной метильной группы при взаимодействии гаптена с антигенсвязывающим центром антитела. Таким образом, метилирование может приводить как к увеличению, так и к уменьшению энергии связывания в зависимости от того, к какому именно атому присоединяется метильная группа. В табл. 23.1, В представлены сравнительные данные по специфичности антилактозных антител к лактозе и целлобиозе [71]. Эти диса-хариды отличаются друг от друга лишь ориентацией гидроксила, присоеди-ненного к С4-атому первого сахара и направленного соответственно вверх или вниз от гексозного кольца. Эти и многие другие факты [66] свидетельствуют о том, что антитела специфичны по отношению к цис- или транс-кош-фигурации, положению заместителей (орто, пара или мета) и стереоизомер-ной форме антигенной детерминанты.

Сравнительное изучение связывания антител с различными гаптенами показало, что узнавание антителами «своего» гаптена оказывается специфичным, даже несмотря на гетерогенность полученной популяции антител. В отличие от антител, направленных против полидетерминантных антигенов, популяция антител, специфичных к одной детерминанте (гаптену), относительно ограничена. Это обусловлено тем, что связывание гаптена с антигенсвязываю-щим центром антитела требует определенных структурных ограничений для точного соответствия их друг другу. В то же время специфичность антисыворотки зависит от специфичностей всех входящих в нее антител, что в свою очередь определяется структурами их антигенсвязывающих центров. При изучении перекрестных реакций с аналогами гаптена оказалось, что некоторые аналоги образуют комплексы со всеми имеющимися в сыворотке антителами (?ac0 таких аналогов, как правило, невелика), тогда как связывание других аналогов быстро достигает насыщения, поскольку их структура хорошо соответствует структуре антигенсвязывающего центра лишь некоторых антител (см. предыдущий раздел, посвященный иммунологическому перекресту). Антитела, полученные от разных животных, могут проявлять разную способность к иммунологическому перекресту при взаимодействии с тем же самым набором родственных гаптенов. Даже у одного и того же животного, как известно, в определенных условиях аффинность и специфичность антител с увеличением времени, прошедшего с начала иммунизации, могут возрастать [72]. Таким образом, наличие или отсутствие иммунологического перекреста любых двух гаптенов отражает как структурные различия между ними, определяющие возможность или невозможность антигена и антитела связаться друг с другом, так и разнообразие антигенсвязывающих центров, имеющихся в данной антисыворотке.