En bioquímica , la avidez se refiere a la fuerza acumulada de múltiples afinidades de interacciones de unión no covalentes individuales , como entre un receptor de proteína y su ligando , y se denomina comúnmente afinidad funcional. Como tal, la avidez es distinta de la afinidad , que describe la fuerza de un soloInteracción. Sin embargo, debido a que los eventos de unión individuales aumentan la probabilidad de que ocurran otras interacciones (es decir, aumentan la concentración local de cada socio de unión en las proximidades del sitio de unión), la avidez no debe considerarse como la mera suma de sus afinidades constituyentes, sino como la combinación efecto de todas las afinidades que participan en la interacción biomolecular. Un aspecto particularmente importante se relaciona con el fenómeno de la "entropía de la avidez". [1] Las biomoléculas a menudo forman complejos heterogéneos u oligómeros y multímeros o polímeros homogéneos . Si las proteínas agrupadas forman una matriz organizada, como la capa de clatrina , la interacción se describe como una matricidad . [cita requerida ]
Interacción anticuerpo-antígeno
La avidez se aplica comúnmente a interacciones de anticuerpos en las que múltiples sitios de unión a antígenos interactúan simultáneamente con los epítopos antigénicos diana , a menudo en estructuras multimerizadas. Individualmente, cada interacción de unión puede romperse fácilmente; sin embargo, cuando están presentes muchas interacciones de unión al mismo tiempo, la desvinculación transitoria de un solo sitio no permite que la molécula se difunda y es probable que se restaure la unión de esa interacción débil. [ cita requerida ]
Cada anticuerpo tiene al menos dos sitios de unión al antígeno, por lo tanto, los anticuerpos son bivalentes a multivalentes. La avidez (afinidad funcional) es la fuerza acumulada de múltiples afinidades. [2] Por ejemplo, se dice que IgM tiene baja afinidad pero alta avidez porque tiene 10 sitios de unión débiles para el antígeno en contraposición a los 2 sitios de unión más fuertes de IgG , IgE e IgD con afinidades de unión simples más altas. [ cita requerida ]
Afinidad
La afinidad de unión es una medida del equilibrio dinámico de la relación entre la velocidad de activación (k on ) y la velocidad de desactivación (k off ) en concentraciones específicas de reactivos. La constante de afinidad, K a , es la inversa de la constante de disociación, K d . La fuerza de la formación de complejos en solución está relacionada con las constantes de estabilidad de los complejos ; sin embargo, en el caso de biomoléculas grandes, como los pares receptor - ligando , su interacción también depende de otras propiedades estructurales y termodinámicas de los reactivos, además de su orientación e inmovilización. [ cita requerida ]
Existen varios métodos para investigar las interacciones proteína-proteína que existen con diferencias en la inmovilización de cada reactivo en orientación 2D o 3D. Las afinidades medidas se almacenan en bases de datos públicas, como Ki Database y BindingDB . [ cita requerida ] Como ejemplo, la afinidad es la fuerza de unión entre las estructuras complejas del epítopo del determinante antigénico y el paratopo del sitio de unión al antígeno de un anticuerpo. Las interacciones no covalentes que participan pueden incluir enlaces de hidrógeno , enlaces electrostáticos , fuerzas de van der Waals y fuerzas hidrofóbicas . [3]
Cálculo de la afinidad de unión para la reacción bimolecular (1 sitio de unión de anticuerpo por 1 antígeno):
donde [Ab] es la concentración de anticuerpo y [Ag] es la concentración de antígeno , ya sea en estado libre ([Ab], [Ag]) o unido ([AbAg]).
cálculo de la constante de asociación (o constante de equilibrio ):
cálculo de la constante de disociación:
Solicitud
Hace unos años se desarrollaron pruebas de avidez para virus de rubéola , Toxoplasma gondii , citomegalovirus (CMV), virus varicela-zoster , virus de inmunodeficiencia humana ( VIH ), virus de hepatitis , virus de Epstein-Barr y otros. Estas pruebas ayudan a distinguir la infección aguda, recurrente o pasada por la avidez de IgG específica de marcador . Actualmente se utilizan dos ensayos de avidez. Estos son el ensayo caotrópico (convencional) bien conocido y el ensayo AVIcomp (competencia por avidez) desarrollado recientemente. [4]
Ver también
Existen varias tecnologías para caracterizar la avidez de las interacciones moleculares, incluidas switchSENSE y resonancia de plasmón de superficie . [5] [6]
Referencias
- ^ Kitov PI, Bundle DR (diciembre de 2003). "Sobre la naturaleza del efecto multivalencia: un modelo termodinámico". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 125 (52): 16271–84. doi : 10.1021 / ja038223n . PMID 14692768 .
- ^ Rudnick SI, Adams GP (abril de 2009). "Afinidad y avidez en la focalización de tumores basada en anticuerpos" . Bioterapia y radiofármacos contra el cáncer . 24 (2): 155–61. doi : 10.1089 / cbr.2009.0627 . PMC 2902227 . PMID 19409036 .
- ^ Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ (2001). Inmunobiología (5ª ed.). Nueva York: Garland Science. pag. 104 . ISBN 0-8153-3642-X.[ página necesaria ]
- ^ Curdt I, Praast G, Sickinger E, Schultess J, Herold I, Braun HB, et al. (Marzo de 2009). "Desarrollo de la determinación totalmente automatizada de la avidez de inmunoglobulina G (IgG) específica de marcador basada en el formato de ensayo de competencia de avidez: aplicación para los ensayos de avidez de citomegalovirus y Toxo IgG de Abbott Architect" . Revista de microbiología clínica . 47 (3): 603-13. doi : 10.1128 / JCM.01076-08 . PMC 2650902 . PMID 19129411 .
- ^ Gjelstrup LC, Kaspersen JD, Behrens MA, Pedersen JS, Thiel S, Kingshott P, et al. (Febrero de 2012). "El papel de los patrones de ligandos a escala nanométrica en la unión polivalente por oligómeros de lectina de unión a manano grandes" . Revista de inmunología . 188 (3): 1292–306. doi : 10.4049 / jimmunol.1103012 . PMID 22219330 .
- ^ Vorup-Jensen T (diciembre de 2012). "Sobre los roles de la unión polivalente en el reconocimiento inmunológico: perspectivas en la nanociencia de la inmunología y la respuesta inmune a las nanomedicinas". Revisiones avanzadas de entrega de medicamentos . 64 (15): 1759–81. doi : 10.1016 / j.addr.2012.06.003 . PMID 22705545 .
Otras lecturas
- Roitt IM, Brostoff J, Hombre DK (2001). Inmunología (6ª ed.). Editores Mosby. pag. 72. ISBN 978-0-7234-3189-3.
enlaces externos
- Anticuerpo + Avidez en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .