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O segredo das ligações químicas: como os antígenos e anticorpos alcançam a ligação precisa através de interações fracas?
A interação entre antígeno e anticorpo é uma reação química especial, um processo causado pela interação profunda entre anticorpos e antígenos produzidos pelas células B nos glóbulos brancos.Este processo de ligação específico é chamado de coagulação.É a reação básica do nosso corpo para resistir a patógenos estrangeiros e suas toxinas.No sangue, os antígenos se ligam a anticorpos com alta afinidade e especificidade, formando complexos de antígeno-anticorpo e são posteriormente transportados para o sistema celular para facilitar a remoção ou inativação.
Essa teoria foi chamada de "teoria de Goldberg" desde que Richard J. Goldberg descreveu corretamente a reação antígeno-anticorpo na Universidade de Wisconsin em 1952.
Existem muitos tipos de anticorpos e antígenos, e cada anticorpo só pode se ligar a um antígeno específico.A razão para essa especificidade é a estrutura química específica do anticorpo.O determinante ou o epítopo antigênico de um antígeno é reconhecido pelo local de ligação do anticorpo, localizado na região variante da cadeia polipeptídica.Essas regiões variantes têm regiões de hipermutação, que são uma série de sequências exclusivas de aminoácidos, e todos os tipos de anticorpos são diferentes.A ligação entre antígeno e anticorpos é alcançada principalmente através de várias interações fracas não covalentes, como ligação eletrostática, hidrogênio, forças de van der Waals e interações hidrofóbicas.
Base molecular da imunidade
A imunidade produzida por um indivíduo quando exposta a um antígeno é chamada de imunidade adquirida.A imunidade adquirida depende da interação entre um antígeno e um grupo de proteínas chamadas anticorpos produzidos pelas células B no sangue.Cada anticorpo é específico para um tipo específico de antígeno; portanto, a resposta imune da imunidade adquirida decorre da ligação precisa entre o antígeno e o anticorpo.
Na estrutura do anticorpo, o fragmento de ligação ao antígeno (FAB) é composto pelo terminal amino das cadeias leves e pesadas do polipeptídeo da imunoglobulina.O domínio variante desta região consiste em sequências de aminoácidos que determinam a afinidade de ligação do tipo de anticorpo ao seu antígeno.As sequências de ligação de cadeias de luz variantes (VL) e cadeias pesadas variantes (VH) formam três regiões de hipermutação (HV1, HV2, HV3), que são as principais partes do reconhecimento e ligação dos anticorpos a antígenos.
Base química da interação antígeno-anticorpo
A ligação de anticorpos aos antígenos depende principalmente de interações químicas fracas, que são essencialmente não covalentes.Dependendo da parte específica da interação, os efeitos envolvidos incluem a ligação eletrostática, a ligação de hidrogênio, as forças de van der Waals e interações hidrofóbicas.A ligação não covalente entre anticorpos e antígenos também pode ser ajudada por moléculas de água da interface, e essas ligações indiretas promovem reações cruzadas, isto é, o reconhecimento de antígenos diferentes, mas relacionados por um único anticorpo.
Propriedades e afinidade de anticorpos
A interação entre o antígeno e o anticorpo mostra alta afinidade, semelhante à ligação da trava e da chave.Há um equilíbrio dinâmico nesse processo, onde a reação é reversível.A avaliação da afinidade e da afinidade pode ser alcançada através de constantes de dissociação.
Desafios de doenças autoimunes
Em circunstâncias normais, os anticorpos podem distinguir entre moléculas externas e moléculas internas produzidas por atividades celulares e permanecer em silêncio às suas próprias moléculas.Mas, em alguns casos, os anticorpos reconhecem suas próprias moléculas como antígenos, desencadeando respostas imunes inesperadas, levando a diferentes tipos de doenças autoimunes.Essas doenças geralmente são extremamente prejudiciais e até fatais.
Aplicação da interação antígeno-anticorpo
As interações antígenos-anticorpos são amplamente utilizadas em técnicas de laboratório para testes de hemocompatibilidade e diagnóstico de várias infecções patogênicas.A aplicação mais básica é determinar o tipo sanguíneo ABO, que é muito importante para a transfusão de sangue.Aplicações mais complexas incluem ensaio imunossorvente ligado a enzimas (ELISA), tecnologia imunosospot e imunoeletroforese.
Através desses métodos, os cientistas podem estudar ainda mais os mecanismos de doença e promover o desenvolvimento de vacinas e tratamentos.Em aplicações em potencial, pesquisas futuras podem explorar os mistérios mais profundos entre antígenos e anticorpos?
