жадность

В биохимии лигандом авидность относится к накопленной силе множественного сродства отдельных нековалентных связывающих взаимодействий, например, между белковым рецептором и его , и обычно называется функциональной аффинностью. Авидность отличается от аффинности , которая описывает силу одного взаимодействия . Однако поскольку отдельные события связывания увеличивают вероятность возникновения других взаимодействий (т. е. увеличивают локальную концентрацию каждого партнера связывания вблизи сайта связывания), авидность следует рассматривать не как простую сумму составляющих ее аффинностей, а как совокупный эффект всех сродств, участвующих в биомолекулярном взаимодействии. Особенно важный аспект связан с явлением «энтропии жадности». ^[1] Биомолекулы часто образуют гетерогенные комплексы или гомогенные олигомеры и мультимеры или полимеры . Если сгруппированные белки образуют организованный матрикс, такой как клатриновая оболочка, взаимодействие описывается как матричность . ^{[ нужна ссылка ]}

Взаимодействие антитело-антиген

Авидность обычно применяется к взаимодействиям антител , при которых несколько антигенсвязывающих сайтов одновременно взаимодействуют с целевыми антигенными эпитопами , часто в мультимеризованных структурах. По отдельности каждое связывающее взаимодействие можно легко разорвать; однако, когда одновременно присутствует множество взаимодействий связывания, временное развязывание одного сайта не позволяет молекуле диффундировать, и связывание этого слабого взаимодействия, вероятно, будет восстановлено. ^{[ нужна ссылка ]}

Каждое антитело имеет по крайней мере два сайта связывания антигена, поэтому антитела бывают двухвалентными или мультивалентными. Авидность (функциональная близость) — это накопленная сила множественных аффинностей. ^[2] Например, IgM говорят, что имеет низкое сродство, но высокую авидность, поскольку он имеет 10 слабых сайтов связывания с антигеном в отличие от двух более сильных сайтов связывания IgG , IgE и IgD с более высокой аффинностью одиночного связывания. ^{[ нужна ссылка ]}

Близость

Сродство связывания является мерой динамического равновесия соотношения скорости включения (k _on ) и скорости отключения (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 крупных биомолекул, таких как пары рецептор - лиганд , их взаимодействие также зависит от других структурных и термодинамических свойств реагентов, а также от их ориентации и иммобилизации. ^{[ нужна ссылка ]}

Существует несколько методов исследования белок-белковых взаимодействий , отличающихся иммобилизацией каждого реагента в 2D- или 3D-ориентации. Измеренные сходства хранятся в общедоступных базах данных, таких как Ki Database и BindingDB . ^{[ нужна ссылка ]} Например, аффинность представляет собой силу связывания 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):

{\ce {[Ab] + [Ag] <=> [AbAg]}}

где [Ab] — концентрация антитела , а [Ag] — концентрация антигена либо в свободном ([Ab],[Ag]), либо в связанном ([AbAg]) состоянии.

расчет константы ассоциации (или константы равновесия ):

K_{a}={\frac {k_{{\ce {on}}}}{k_{{\ce {off}}}}}={\frac {{\ce {[AbAg]}}}{{\ce {[Ab][Ag]}}}}

расчет константы диссоциации:

K_{d}={\frac {k_{{\ce {off}}}}{k_{{\ce {on}}}}}={\frac {{\ce {[Ab][Ag]}}}{{\ce {[AbAg]}}}}

Приложение

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

См. также

Существует ряд технологий, позволяющих охарактеризовать авидность молекулярных взаимодействий, включая switchSENSE и поверхностный плазмонный резонанс . ^[5]^[6]

Ссылки

^ Китов П.И., Пакет ДР (декабрь 2003 г.). «О природе эффекта многовалентности: термодинамическая модель». Журнал Американского химического общества . 125 (52): 16271–84. дои : 10.1021/ja038223n . ПМИД 14692768 .
^ Рудник С.И., Адамс GP (апрель 2009 г.). «Сродство и авидность при нацеливании на опухоли на основе антител» . Биотерапия рака и радиофармацевтические препараты . 24 (2): 155–61. дои : 10.1089/cbr.2009.0627 . ПМК 2902227 . ПМИД 19409036 .
^ Джейнвей Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (2001). Иммунобиология (5-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science. п. 104 . ISBN 0-8153-3642-Х . ^{[ нужна страница ]}
^ Курдт И., Прааст Г., Зикингер Е., Шультесс Дж., Херольд И., Браун Х.Б. и др. (март 2009 г.). «Разработка полностью автоматизированного определения авидности маркер-специфического иммуноглобулина G (IgG) на основе формата конкурентного анализа авидности: применение для анализов авидности цитомегаловируса Abbott Architect и Toxo IgG» . Журнал клинической микробиологии . 47 (3): 603–13. дои : 10.1128/JCM.01076-08 . ПМК 2650902 . ПМИД 19129411 .
^ Гьелструп Л.С., Касперсен Дж.Д., Беренс М.А., Педерсен Дж.С., Тиль С., Кингшотт П. и др. (февраль 2012 г.). «Роль структур лигандов нанометрового масштаба в поливалентном связывании крупными маннан-связывающими олигомерами лектина» . Журнал иммунологии . 188 (3): 1292–306. doi : 10.4049/jimmunol.1103012 . ПМИД 22219330 .
^ Воруп-Йенсен Т. (декабрь 2012 г.). «О роли поливалентного связывания в иммунном распознавании: перспективы нанонауки иммунологии и иммунного ответа на наномедицины». Обзоры расширенной доставки лекарств . 64 (15): 1759–81. дои : 10.1016/j.addr.2012.06.003 . ПМИД 22705545 .

Дальнейшее чтение

Ройтт И.М., Бростофф Дж., Мале Д.К. (2001). Иммунология (6-е изд.). Издательство Мосби. п. 72. ИСБН 978-0-7234-3189-3 .

Внешние ссылки

Антитело + авидность Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)

[1] Китов П.И., Пакет ДР (декабрь 2003 г.). «О природе эффекта многовалентности: термодинамическая модель». Журнал Американского химического общества . 125 (52): 16271–84. дои : 10.1021/ja038223n . ПМИД 14692768 .

[pmid19409036-2] Рудник С.И., Адамс GP (апрель 2009 г.). «Сродство и авидность при нацеливании на опухоли на основе антител» . Биотерапия рака и радиофармацевтические препараты . 24 (2): 155–61. дои : 10.1089/cbr.2009.0627 . ПМК 2902227 . ПМИД 19409036 .

[3] Джейнвей Калифорния, Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М.Дж. (2001). Иммунобиология (5-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science. п. 104 . ISBN 0-8153-3642-Х . ^{[ нужна страница ]}

[pmid19129411-4] Курдт И., Прааст Г., Зикингер Е., Шультесс Дж., Херольд И., Браун Х.Б. и др. (март 2009 г.). «Разработка полностью автоматизированного определения авидности маркер-специфического иммуноглобулина G (IgG) на основе формата конкурентного анализа авидности: применение для анализов авидности цитомегаловируса Abbott Architect и Toxo IgG» . Журнал клинической микробиологии . 47 (3): 603–13. дои : 10.1128/JCM.01076-08 . ПМК 2650902 . ПМИД 19129411 .

[5] Гьелструп Л.С., Касперсен Дж.Д., Беренс М.А., Педерсен Дж.С., Тиль С., Кингшотт П. и др. (февраль 2012 г.). «Роль структур лигандов нанометрового масштаба в поливалентном связывании крупными маннан-связывающими олигомерами лектина» . Журнал иммунологии . 188 (3): 1292–306. doi : 10.4049/jimmunol.1103012 . ПМИД 22219330 .

[6] Воруп-Йенсен Т. (декабрь 2012 г.). «О роли поливалентного связывания в иммунном распознавании: перспективы нанонауки иммунологии и иммунного ответа на наномедицины». Обзоры расширенной доставки лекарств . 64 (15): 1759–81. дои : 10.1016/j.addr.2012.06.003 . ПМИД 22705545 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]