Antigen-antitelo interakcija

Antigen-antitelo interakcija, ili antigen-antitelo reakcija je specifična hemijska interakcija između antitelaAntitelo (proizvedenih od strane B ćelije belim krvnim zrnacima) i antigena u toku imune reakcije. To je osnovna reakcija u telu kojom je telo zaštićeno od složenih stranih molekula, kao što su patogeni molekuli i njihovih hemijski toksini. U krvi antigeni su specifično vezani antitelima kako bi formirali antigen-antitelo kompleks. Imuni kompleks se zatim transportuje do ćelijskih sistema gde se može uništeni ili deaktivirati.

Prvi tačan opis antigen-antitelo interakcije dao je Ričard J. Goldberg na Univerzitetu Viskonsin u 1952^[1]^[2]^[3]. Postao je poznat pod nazivom "Goldberg teorija" (antigen-antitelo reakcije).

Tipovi[uredi | uredi izvor]

Postoji nekoliko tipova antitela i antigena, a svako antitelo sposobno je da se veže samo za određeni antigen. Specifičnost vezivanja nastaje zbog specifičnog hemijskog sastava svakog antitela. Antigena determinanta ili epitop je prepoznata od strane antigena vezivanja (koji je antitelo) smeštenog u varijabilnom regionu polipeptidnog lanca. Varijabilni region ima hiper-varijabilne regione koji je jedinstvena aminokiselinska sekvenca u svakom antitelu. Antigeni su vezani za antitela slabim i nekovalentnim interakcijama, kao što su elektrostatičke interakcije , vodonične veze , Van der Vals-ove sile , i hidrofobne interakcije^[4].

Principi specifičnosti i unakrsne interakcije antigen-antitelo su korisni u kliničkoj laboratoriji za dijagnoatičke svrhe. Jedna osnovna primena je određivanje ABO krvne grupe. Takođe se koristi kao molekularna tehnika za inficiranje različitim patogenima, kao što su HIV, mikrobi i crevna glista parazit.

Struktura antitela[uredi | uredi izvor]

U antitela, Fab (fragment antigen-vezujući) region formiran je od amino-terminalnog kraja lakih i teških lanaca imunoglobulin polipeptida. Ovaj region nazvan V (varijabilni) sastoji se od aminokiselinskih sekvenci koje definišu svaku vrstu antitela i njihov afinitet vezivanja za antigen. Kombinovanjem sekvenci varijabilnog lakog lanca (V L ) i promenljivog segmenta teškog lanca (V H ) stvaraju se tri hipervarijabilna regiona (HV1, HV2 i HV3). U V L približni ostataka 28 do 35, od 49 do 59 i od 92 do 103. HV3 je najvarijabilniji deo. Stoga ovi regioni su paratope, mesto vezivanja antigena. Ostatak V regiona između hipervarijabilni regiona naziva se okvirni region. Svaki V domain ima četiri okvira domena, odnosno FR1, FR2, FR3 i FR4.^[4]^[5]

Hemijska osnova antigen-antitelo interakcije[uredi | uredi izvor]

Antitela se vezuju za antigene preko slabih hemijskih interakcija, a vezivanje je u suštini nekovalentno . Elektrostatičke interakcije, vodonične veze, van der Vals-ove sile, i hidrofobne interakcije mogu biti uključene u interakciju, u zavisnosti od interakcije.^[6]^[7]

Afinitet interakcije[uredi | uredi izvor]

Antigen i antitelo interaguju sa visokim afinitetom vezivanja (slično kao i ključ-brava model). Dinamička ravnoteža postoji radi vezivanja. Na primer, reakcija je reverzibilna jedan, i može se izraziti kao:

Ravnotežna konstanta asocijacije može da se predstavlja kao:

$[Ab]+[Ag]\leftrightharpoons [AbAg]$

gde k je ravnotežna konstanta. Recipročno konstanta disocijacije će biti:

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

Međutim, ove jednačine primenljive su samo na jedan antigen na jednom antitelu. Pošto antitelo nužno ima dva paratopa, i u mnogim okolnostima komplikuju vezivanje, više vezujuće ravnoteže se mogu sumirati kao:

$K_{a}={\frac {k_{on}}{k_{off}}}={\frac {[AbAg]}{[Ab][Ag]}}$ = r/c(n-r)

gde, u ravnoteži, C je koncentracija slobodnog liganda, R predstavlja odnos koncentracije vezanog liganda prema koncentraciji ukupnog antitela i N je maksimalni broj vezujućih mesta na molekulu antitela (Valentnost antitela). Ukupna snaga vezivanja antitela na antigen naziva se afinitetom ka tom antigenu. Pošto su antitela bivalentna ili polivalentna, predstavljaju se i kao zbir jačina pojedinih interakcija antitela-antigena. Snaga pojedinačne interakcije između jednog vezivanja antitela i njegove ciljne epitopije naziva afinitetom te interakcije. Sklonost i afinitet može se pretpostaviti po disocijaciji interakcije koju opisuju. Što je niža konstanta disocijacije, veći je afinitet, a jača interakcija.

Primena[uredi | uredi izvor]

Antigen-antitelo interakcija se koristi u laboratorijskim tehnikama za serološki test kompatibilnosti krvi i raznih patogenih infekcija. Najosnovniji je određivanje grupa ABO krvnih, što je korisno za transfuziju krvi. Sofisticiranije aplikacije uključuju ELISA test^[8].

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

^ Goldberg, Richard J. (1952). „A Theory of Antibody—Antigen Reactions. I. Theory for Reactions of Multivalent Antigen with Bivalent and Univalent Antibody”. Journal of the American Chemical Society. 74 (22): 5715—5725. doi:10.1021/ja01142a045.
^ Sahimi, Muhammad (1994). Applications of Percolation Theory. London: CRC Press. str. 257. ISBN 978-0-203-22153-2.
^ Spiers, JA (1958). „Goldberg's theory of antigen-antibody reactions in vitro”. Immunology. 1 (2): 89—102. PMC 1423897 . PMID 13538526.
^ ^a ^b Janeway, Charles A Jr; Travers, Paul; Walport, Mark; Shlomchik, Mark J (2001). Immunobiology: The Immune System in Health and Disease (5 izd.). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3642-6.
^ Mian, I.Saira; Bradwell, Arthur R.; Olson, Arthur J. (1991). „Structure, function and properties of antibody binding sites”. Journal of Molecular Biology. 217 (1): 133—151. PMID 1988675. doi:10.1016/0022-2836(91)90617-F.
^ van Oss, CJ; Good, RJ; Chaudhury, MK (1986). „Nature of the antigen-antibody interaction. Primary and secondary bonds: optimal conditions for association and dissociation”. Journal of Chromatography. 376: 111—9. PMID 3711190.
^ Absolom, DR; van Oss, CJ (1986). „The nature of the antigen-antibody bond and the factors affecting its association and dissociation”. CRC Critical Reviews in Immunology. 6 (1): 1—46. PMID 3522103.
^ Margolis, Simeon (5. 01. 2012). „Antigen/Antibody Tests for Infectious Disease”. Remedy Health Media, LLC. Arhivirano iz originala 27. 02. 2015. g. Pristupljeno 10. 03. 2015.

[1] Goldberg, Richard J. (1952). „A Theory of Antibody—Antigen Reactions. I. Theory for Reactions of Multivalent Antigen with Bivalent and Univalent Antibody”. Journal of the American Chemical Society. 74 (22): 5715—5725. doi:10.1021/ja01142a045.

[2] Sahimi, Muhammad (1994). Applications of Percolation Theory. London: CRC Press. str. 257. ISBN 978-0-203-22153-2.

[3] Spiers, JA (1958). „Goldberg's theory of antigen-antibody reactions in vitro”. Immunology. 1 (2): 89—102. PMC 1423897 . PMID 13538526.

[janeway-4] Janeway, Charles A Jr; Travers, Paul; Walport, Mark; Shlomchik, Mark J (2001). Immunobiology: The Immune System in Health and Disease (5 izd.). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3642-6.

[5] Mian, I.Saira; Bradwell, Arthur R.; Olson, Arthur J. (1991). „Structure, function and properties of antibody binding sites”. Journal of Molecular Biology. 217 (1): 133—151. PMID 1988675. doi:10.1016/0022-2836(91)90617-F.

[6] van Oss, CJ; Good, RJ; Chaudhury, MK (1986). „Nature of the antigen-antibody interaction. Primary and secondary bonds: optimal conditions for association and dissociation”. Journal of Chromatography. 376: 111—9. PMID 3711190.

[7] Absolom, DR; van Oss, CJ (1986). „The nature of the antigen-antibody bond and the factors affecting its association and dissociation”. CRC Critical Reviews in Immunology. 6 (1): 1—46. PMID 3522103.

[8] Margolis, Simeon (5. 01. 2012). „Antigen/Antibody Tests for Infectious Disease”. Remedy Health Media, LLC. Arhivirano iz originala 27. 02. 2015. g. Pristupljeno 10. 03. 2015.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]