Articles

vasta-aineiden sitoutumispaikkojen rakenne, toiminta ja ominaisuudet☆

onko vasta-aineiden yhdistymispaikoilla yleisiä ominaisuuksia, joiden avulla ne voivat sitoa eri antigeenejä vaihtelevilla affiniteeteilla ja sitoa uusia antigeenejä? Käsittelemme tätä kysymystä tarkastelemalla niitä Fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka ovat suotuisimmat antigeenin akkommodaatioon ja sitomiseen osallistuville jäämille. Amfipaattiset aminohapot voivat helposti sietää ympäristön muutosta hydrofiilisestä hydrofobiseksi, joka tapahtuu vasta-aine-antigeenikompleksin muodostuessa. Jäämät, jotka ovat suuria ja voivat osallistua monenlaisiin van der Waalsin ja sähköstaattisten vuorovaikutusten vaikutuksiin, mahdollistaisivat sitoutumisen useisiin antigeeneihin. Taipuisilla sivuketjuilla varustetut aminohapot voivat muodostaa rakenteellisesti muovisen alueen eli sitoutumiskohdan, jolla on kyky muovautua antigeenin ympärille ja parantaa vuorovaikutuspintojen täydentävyyttä. Näin ollen vasta-aineet voisivat sitoutua uusiin antigeeneihin käyttämällä rajoitettua jäännösjoukkoa, jonka välissä on ainutlaatuisempia jäämiä, joihin voidaan liittää suurempi sitoutumiserityisyys. Yksittäinen vasta-ainemolekyyli voisi siten olla ristireaktiivinen ja sillä voisi olla kyky sitoa rakenteellisesti samanlaisia ligandeja. Antigeenisen rakenteen vaihtelujen mukautuminen yhdistämällä kohtien joustavuuden vaatimattomasti voisi edistää merkittävästi immuunipuolustusta sallimalla vasta-aineiden sitoutumisen erillisiin mutta läheistä sukua oleviin patogeeneihin.

Tyr ja Trp täyttävät helpoimmin nämä katoliset fysikaalis-kemialliset vaatimukset, joten niiden oletetaan olevan yleisiä yhdisteltäessä alueita teoreettisin perustein. Kokeellinen tuki tälle saadaan kolmesta lähteestä: 1) näiden aminohappojen suuri osallistumistiheys antigeenisitoutumiseen, joka on havaittu kuudessa kristallografisesti määritetyssä vasta-aine-antigeenikompleksissa, 2) niiden esiintymistiheys vasta-aineiden oletetuilla sitoutumisalueilla, jotka on määritetty rakenne-ja sekvenssitietojen perusteella, ja 3) niiden sivuketjujen liikkumismahdollisuudet tunnetuissa vasta-aineiden sitoutumispaikoissa ja mallijärjestelmissä. Kuusi sitoutunutta antigeenia koostuu kahdesta pienestä eri hapteenista, jotka eivät ole päällekkäisiä saman suuren proteiinin ja 19 aminohappojäämäpeptidin välillä. Yhteensä 85 täydentävyyttä määrittävästä alueasemasta vain 37 paikkaa (plus 3 kehystä) osallistuu suoraan antigeenien vuorovaikutukseen. Näistä kaikki tutkitut kompleksit hyödyntävät kevyttä ketjujäännöstä 91, kun taas kevyttä ketjua 32, kevyttä ketjua 96 ja raskasta ketjua 33 käyttää viisi kuudesta. Sitoutumispaikat tunnetuissa vasta-aine-antigeenikomplekseissa sekä vapaissa Fab-fragmenteissa olevat oletetut yhdistymispaikat ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia kuin aminohappotyypit. Myös muiden aminohappojen mahdollista roolia arvioidaan. Mahdollisia vaikutuksia luokan I duurien histokompatibiliteettimolekyylien alueiden yhdistämiseen ja molekyylien rationaaliseen suunnitteluun käsitellään.