Articles

Artiklarstruktur, funktion och egenskaper hos antikroppsbindningsställen

har antikroppskombinationsställen allmänna egenskaper som gör det möjligt för dem att binda olika antigener med varierande affiniteter och att binda nya antigener? Här tar vi upp denna fråga genom att undersöka de fysikaliska och kemiska egenskaper som är mest gynnsamma för rester som är involverade i antigenboende och bindning. Amfipatiska aminosyror kan lätt tolerera förändringen av miljön från hydrofil till hydrofob som uppstår vid antikropp-antigenkomplexbildning. Rester som är stora och kan delta i en mängd olika van der Waals och elektrostatiska interaktioner skulle tillåta bindning till en rad antigener. Aminosyror med flexibla sidokedjor kan generera en strukturellt plastisk region, dvs en bindningsplats som har förmågan att forma sig runt antigenet för att förbättra komplementariteten hos de interagerande ytorna. Därför kan antikroppar binda till en rad nya antigener med användning av en begränsad uppsättning rester som blandas med mer unika rester till vilka större bindande specificitet kan tillskrivas. En individuell antikroppsmolekyl kan således vara korsreaktiv och har kapacitet att binda strukturellt liknande ligander. Boende av variationer i antigen struktur genom blygsam kombinera plats flexibilitet kan göra ett viktigt bidrag till immunförsvaret genom att tillåta antikroppsbindning till distinkta men nära besläktade patogener.

Tyr och Trp uppfyller lättast dessa katolska fysikalisk-kemiska krav och förväntas därför vara vanliga vid kombination av platser på teoretiska grunder. Experimentellt stöd för detta kommer från tre källor, (1) den höga frekvensen av deltagande av dessa aminosyror i antigenbindningen observerad i sex kristallografiskt bestämda antikropp-antigenkomplex, (2) deras frekventa förekomst i de förmodade bindningsregionerna av antikroppar som bestäms utifrån strukturella och sekvensdata och (3) potentialen för rörelse av deras sidokedjor i kända antikroppsbindningsställen och modellsystem. De sex bundna antigenerna innefattar två små olika haptener, icke-överlappande regioner av samma stora protein och en 19 aminosyraresterpeptid. Av totalt 85 komplementaritetsbestämmande regionpositioner är endast 37 platser (plus 3 ramar) direkt involverade i antigeninteraktion. Av dessa används lätt kedjerest 91 av alla undersökta komplex, medan lätt kedja 32, lätt kedja 96 och tung kedja 33 används av fem av de sex. Bindningsställena i kända antikropp-antigenkomplex såväl som de postulerade kombinationsställena i fria Fab-fragment visar liknande egenskaper med avseende på de typer av aminosyror som finns. Den möjliga rollen för andra aminosyror utvärderas också. Potentiella konsekvenser för de kombinerande regionerna av klass i stora histokompatibilitetsmolekyler och den rationella utformningen av molekyler diskuteras.