stringtranslate.com

Жадность

В биохимии авидность относится к накопленной силе множественных сродств отдельных нековалентных связывающих взаимодействий, таких как между белковым рецептором и его лигандом , и обычно называется функциональной аффинностью. Авидность отличается от сродства , которое описывает силу отдельного взаимодействия. Однако, поскольку отдельные события связывания увеличивают вероятность возникновения других взаимодействий (т. е. увеличивают локальную концентрацию каждого партнера по связыванию вблизи места связывания), авидность не следует рассматривать как простую сумму ее составляющих сродств, а как объединенный эффект всех сродств, участвующих в биомолекулярном взаимодействии. Особо важный аспект связан с явлением «энтропии авидности». [1] Биомолекулы часто образуют гетерогенные комплексы или гомогенные олигомеры и мультимеры или полимеры . Если кластеризованные белки образуют организованную матрицу, такую ​​как клатриновый слой, взаимодействие описывается как матричность . [ требуется цитата ]

Взаимодействие антитела с антигеном

Авидность обычно применяется к взаимодействиям антител , в которых несколько антигенсвязывающих участков одновременно взаимодействуют с целевыми антигенными эпитопами , часто в мультимеризованных структурах. По отдельности каждое связывающее взаимодействие может быть легко разорвано; однако, когда одновременно присутствует много связывающих взаимодействий, временное отсоединение одного участка не позволяет молекуле диффундировать, и связывание этого слабого взаимодействия, вероятно, будет восстановлено. [ необходима цитата ]

Каждое антитело имеет по крайней мере два антигенсвязывающих участка, поэтому антитела бывают двухвалентными и многовалентными. Авидность (функциональное сродство) — это накопленная сила множественных сродств. [2] Например, говорят, что IgM имеет низкое сродство, но высокое сродство, потому что у него есть 10 слабых участков связывания с антигеном в отличие от 2 более сильных участков связывания IgG , IgE и IgD с более высокими одиночными связывающими сродствами. [ требуется цитата ]

Сродство

Сродство связывания является мерой динамического равновесия соотношения скорости он-реакции (k on ) и скорости диссоциации (k off ) при определенных концентрациях реагентов. Константа сродства, K a , является обратной константой диссоциации, K d . Сила комплексообразования в растворе связана с константами устойчивости комплексов , однако в случае больших биомолекул, таких как пары рецептор - лиганд , их взаимодействие также зависит от других структурных и термодинамических свойств реагентов, а также от их ориентации и иммобилизации. [ необходима цитата ]

Существует несколько методов исследования белок-белковых взаимодействий , существующих с различиями в иммобилизации каждого реагента в 2D или 3D ориентации. Измеренные аффинности хранятся в общедоступных базах данных, таких как Ki Database и BindingDB . [ требуется ссылка ] Например, аффинность — это прочность связи между сложными структурами эпитопа антигенной детерминанты и паратопа антигенсвязывающего сайта антитела. Участвующие нековалентные взаимодействия могут включать водородные связи , электростатические связи , силы Ван-дер-Ваальса и гидрофобные эффекты . [3]

Расчет аффинности связывания для бимолекулярной реакции (1 сайт связывания антитела на 1 антиген):

где [Ab] — концентрация антител , а [Ag] — концентрация антигена , как в свободном ([Ab],[Ag]), так и в связанном ([AbAg]) состоянии.

Расчет константы ассоциации (или константы равновесия ):

расчет константы диссоциации:

Приложение

Тесты на авидность для вируса краснухи , Toxoplasma gondii , цитомегаловируса (ЦМВ), вируса ветряной оспы , вируса иммунодефицита человека ( ВИЧ ), вирусов гепатита , вируса Эпштейна-Барр и других были разработаны несколько лет назад. Эти тесты помогают различать острую, рецидивирующую или перенесенную инфекцию по авидности маркер-специфического IgG . В настоящее время используются два анализа на авидность. Это хорошо известный хаотропный (обычный) анализ и недавно разработанный анализ AVIcomp (конкуренция за авидность). [4]

Смотрите также

Существует ряд технологий для характеристики активности молекулярных взаимодействий, включая switchSENSE и поверхностный плазмонный резонанс . [5] [6]

Ссылки

  1. ^ Китов ПИ, Бандл ДР (декабрь 2003 г.). «О природе эффекта многовалентности: термодинамическая модель». Журнал Американского химического общества . 125 (52): 16271–84. doi :10.1021/ja038223n. PMID  14692768.
  2. ^ Rudnick SI, Adams GP (апрель 2009 г.). «Аффинность и авидность при нацеливании на опухоли на основе антител». Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals . 24 (2): 155–61. doi :10.1089/cbr.2009.0627. PMC 2902227 . PMID  19409036. 
  3. ^ Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ (2001). Иммунобиология (5-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science. стр. 104. ISBN 0-8153-3642-X.[ нужна страница ]
  4. ^ Курдт И, Прааст Г, Сикингер Э, Шультесс Дж, Герольд И, Браун ХБ и др. (март 2009 г.). «Разработка полностью автоматизированного определения маркер-специфической иммуноглобулина G (IgG) авидности на основе формата анализа конкуренции авидности: применение для анализов Abbott Architect цитомегаловируса и токсоплазмоза IgG». Журнал клинической микробиологии . 47 (3): 603–13. doi :10.1128/JCM.01076-08. PMC 2650902. PMID  19129411 . 
  5. ^ Gjelstrup LC, Kaspersen JD, Behrens MA, Pedersen JS, Thiel S, Kingshott P и др. (февраль 2012 г.). «Роль лигандных структур нанометрового масштаба в поливалентном связывании большими маннан-связывающими лектиновыми олигомерами». Журнал иммунологии . 188 (3): 1292–306. doi : 10.4049/jimmunol.1103012 . PMID  22219330.
  6. ^ Vorup-Jensen T (декабрь 2012 г.). «О роли поливалентного связывания в иммунном распознавании: перспективы нанонауки иммунологии и иммунного ответа на нанолекарства». Advanced Drug Delivery Reviews . 64 (15): 1759–81. doi :10.1016/j.addr.2012.06.003. PMID  22705545.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки