Articles

Artykułystruktura, funkcja i właściwości miejsc wiążących przeciwciała☆

czy miejsca łączące przeciwciała posiadają ogólne właściwości, które umożliwiają im Wiązanie różnych antygenów o różnych powinowactwach i Wiązanie nowych antygenów? Tutaj zajmujemy się tym zagadnieniem, badając właściwości fizyczne i chemiczne najbardziej korzystne dla pozostałości zaangażowanych w akomodację i Wiązanie antygenu. Amfipatyczne aminokwasy mogą łatwo tolerować zmianę środowiska z hydrofilowego na hydrofobowy, która występuje podczas tworzenia kompleksu przeciwciało-antygen. Pozostałości, które są duże i mogą uczestniczyć w wielu różnych oddziaływaniach van der Waalsa i elektrostatycznych, umożliwiłyby Wiązanie się z szeregiem antygenów. Aminokwasy z elastycznymi łańcuchami bocznymi mogą generować strukturalnie plastyczny region, tj. miejsce wiązania posiadające zdolność do formowania się wokół antygenu w celu poprawy komplementarności oddziałujących powierzchni. Stąd przeciwciała mogą wiązać się z szeregiem nowych antygenów przy użyciu ograniczonego zestawu reszt przeplatanych z bardziej unikalnymi resztami, którym można przypisać większą swoistość wiązania. Indywidualna cząsteczka przeciwciała może więc być reaktywna krzyżowo i mieć zdolność wiązania strukturalnie podobnych ligandów. Akomodacja zmian w strukturze antygenowej poprzez skromne łączenie elastyczności miejsca może znacząco przyczynić się do obrony immunologicznej, umożliwiając Wiązanie przeciwciał z różnymi, ale blisko spokrewnionymi patogenami.

Tyr i Trp najchętniej spełniają te katolickie wymagania fizykochemiczne, a zatem powinny być powszechne w łączeniu miejsc na gruncie teoretycznym. Eksperymentalne poparcie dla tego pochodzi z trzech źródeł, (1) Wysoka częstotliwość udziału tych aminokwasów w wiązaniu antygenu obserwowana w sześciu krystalograficznie określonych kompleksach przeciwciało-antygen, (2) ich częste występowanie w przypuszczalnych regionach wiążących przeciwciała, jak określono na podstawie danych strukturalnych i sekwencyjnych oraz (3) potencjał ruchu ich łańcuchów bocznych w znanych miejscach wiązania przeciwciał i układach modelowych. Sześć powiązanych antygenów zawiera dwa małe różne hapteny, nie nakładające się regiony tego samego dużego białka i 19-aminokwasowy peptyd reszty. Spośród 85 pozycji regionów determinujących komplementarność, tylko 37 lokalizacji (plus 3 ramy) jest bezpośrednio zaangażowanych w interakcję antygenu. Spośród nich pozostałości łańcucha lekkiego 91 są wykorzystywane przez wszystkie badane kompleksy, podczas gdy łańcuch lekki 32, łańcuch lekki 96 i łańcuch ciężki 33 są wykorzystywane przez pięć z sześciu. Miejsca wiązania w znanych kompleksach przeciwciało-antygen, jak również postulowane miejsca łączenia w wolnych fragmentach Fab wykazują podobne cechy w odniesieniu do typów obecnych aminokwasów. Oceniana jest również możliwa rola innych aminokwasów. Omówiono potencjalne implikacje dla łączenia regionów klasy i głównych cząsteczek zgodności histologicznej oraz racjonalnego projektowania cząsteczek.