Articles

articlestruktur, funksjon og egenskaper av antistoffbindingssteder☆

har antistoffkombinasjonssteder generelle egenskaper som gjør dem i stand til å binde forskjellige antigener med varierende slektskap og å binde nye antigener? Her tar vi opp dette spørsmålet ved å undersøke de fysiske og kjemiske egenskapene som er mest gunstige for rester som er involvert i antigeninnkvartering og binding. Amphipathic aminosyrer kan lett tolerere endring av miljøet fra hydrofile til hydrofobe som oppstår på antistoff-antigen kompleks dannelse. Rester som er store og kan delta i et bredt spekter av van Der Waals’ og elektrostatiske interaksjoner vil tillate binding til en rekke antigener. Aminosyrer med fleksible sidekjeder kan generere en strukturelt plastregion, dvs. et bindingssted som har evnen til å forme seg rundt antigenet for å forbedre komplementariteten til de samvirkende overflatene. Derfor kan antistoffer binde seg til en rekke nye antigener ved hjelp av et begrenset sett av rester ispedd mer unike rester som større bindende spesifisitet kan tilskrives. Et individuelt antistoffmolekyl kan således være kryssreaktivt og ha kapasitet til å binde strukturelt lignende ligander. Innkvarteringen av variasjoner i antigenstruktur ved beskjeden kombinerende fleksibilitet på stedet kan gi et viktig bidrag til immunforsvaret ved å tillate antistoffbinding til forskjellige, men nært beslektede patogener.

Tyr og Trp oppfyller lettest disse katolske fysisk-kjemiske kravene og forventes dermed å være vanlige ved å kombinere steder på teoretisk grunnlag. Eksperimentell støtte for dette kommer fra tre kilder, (1) den høye frekvensen av deltakelse av disse aminosyrene i antigenbindingen observert i seks krystallografisk bestemte antistoff-antigen-komplekser, (2) deres hyppige forekomst i de antatte bindingsområdene av antistoffer som bestemt fra strukturelle og sekvensdata og (3) potensialet for bevegelse av deres sidekjeder i kjente antistoffbindingssteder og modellsystemer. De seks bundne antigenene består av to små forskjellige haptener, ikke-overlappende regioner av det samme store proteinet og et 19 aminosyrerestepeptid. Av totalt 85 komplementaritetsbestemmende regionsposisjoner er bare 37 steder (pluss 3 rammeverk) direkte involvert i antigeninteraksjon. Av disse benyttes lette kjederester 91 av alle kompleksene som undersøkes, mens lette kjede 32, lette kjede 96 og tunge kjede 33 er ansatt av fem av de seks. Bindingsstedene i kjente antistoff-antigen-komplekser samt de postulerte kombinasjonsstedene i frie Fab-fragmenter viser lignende egenskaper med hensyn til de typer aminosyrer som er tilstede. Den mulige rollen til andre aminosyrer vurderes også. Potensielle implikasjoner for å kombinere regioner av klasse i store histokompatibilitet molekyler og rasjonell utforming av molekyler er diskutert.