Language
Country/Area
No result found
Bí mật của liên kết hóa học: Làm thế nào để các kháng nguyên và kháng thể đạt được liên kết chính xác thông qua các tương tác yếu?
Sự tương tác giữa kháng nguyên và kháng thể là một phản ứng hóa học đặc biệt, một quá trình gây ra bởi sự tương tác chuyên sâu giữa các kháng thể và kháng nguyên được tạo ra bởi các tế bào B trong các tế bào bạch cầu.Quá trình liên kết cụ thể này được gọi là đông máu.Đó là phản ứng cơ bản của cơ thể chúng ta để chống lại mầm bệnh nước ngoài và độc tố của chúng.Trong máu, các kháng nguyên liên kết với các kháng thể có ái lực và độ đặc hiệu cao, tạo thành các phức chất kháng nguyên-kháng nguyên và sau đó được vận chuyển đến hệ thống tế bào để dễ dàng loại bỏ hoặc bất hoạt.
Lý thuyết này đã được gọi là "Lý thuyết Goldberg" kể từ khi Richard J. Goldberg đầu tiên mô tả chính xác phản ứng kháng nguyên-kháng thể tại Đại học Wisconsin năm 1952.
Có nhiều loại kháng thể và kháng nguyên, và mỗi kháng thể chỉ có thể liên kết với một kháng nguyên cụ thể.Lý do cho tính đặc hiệu này là cấu trúc hóa học cụ thể của kháng thể.Các yếu tố quyết định kháng nguyên hoặc epitope của một kháng nguyên được nhận ra bởi vị trí liên kết của kháng thể, nằm trong vùng biến thể của chuỗi polypeptide.Bản thân các vùng biến thể này có các vùng siêu âm, là một loạt các chuỗi axit amin độc đáo và tất cả các loại kháng thể đều khác nhau.Sự liên kết giữa kháng nguyên và kháng thể chủ yếu đạt được thông qua các tương tác không cộng hóa trị yếu khác nhau như tĩnh điện, liên kết hydro, lực van der Waals và tương tác kỵ nước.
Cơ sở phân tử của khả năng miễn dịch
Sự miễn dịch được tạo ra bởi một cá nhân khi tiếp xúc với một kháng nguyên được gọi là khả năng miễn dịch thu được.Miễn dịch thu được phụ thuộc vào sự tương tác giữa một kháng nguyên và một nhóm protein gọi là kháng thể được tạo ra bởi các tế bào B trong máu.Mỗi kháng thể là đặc hiệu cho một loại kháng nguyên cụ thể, do đó, phản ứng miễn dịch của khả năng miễn dịch thu được từ sự liên kết chính xác giữa kháng nguyên và kháng thể.
Trong cấu trúc kháng thể, đoạn liên kết kháng nguyên (FAB) bao gồm đầu cuối amino của các chuỗi ánh sáng và nặng của polypeptide immunoglobulin.Miền biến thể của khu vực này bao gồm các chuỗi axit amin xác định ái lực liên kết của loại kháng thể với kháng nguyên của nó.Trình tự liên kết của chuỗi ánh sáng biến thể (VL) và chuỗi hạng nặng biến thể (VH) tạo thành ba vùng siêu âm (HV1, HV2, HV3), là các phần chính của nhận dạng kháng thể và liên kết với các kháng nguyên.
Cơ sở hóa học của tương tác kháng nguyên-kháng thể
Sự liên kết của các kháng thể với các kháng nguyên chủ yếu phụ thuộc vào các tương tác hóa học yếu, về cơ bản là không cộng hóa trị.Tùy thuộc vào phần cụ thể của tương tác, các hiệu ứng liên quan bao gồm tĩnh điện, liên kết hydro, lực van der Waals và tương tác kỵ nước.Liên kết không cộng hóa trị giữa các kháng thể và kháng nguyên cũng có thể được giúp đỡ bởi các phân tử nước giao diện, và các liên kết gián tiếp này thúc đẩy các phản ứng chéo, tức là, việc nhận biết các kháng nguyên khác nhau nhưng liên quan khác nhau bởi một kháng thể.
Tính chất và ái lực của kháng thể
Sự tương tác giữa kháng nguyên và kháng thể cho thấy ái lực cao, tương tự như liên kết của khóa và chìa khóa.Có một trạng thái cân bằng động trong quá trình này, trong đó phản ứng có thể đảo ngược.Việc đánh giá ái lực và ái lực có thể đạt được thông qua các hằng số phân ly.
Những thách thức của các bệnh tự miễn
Trong các trường hợp bình thường, các kháng thể có thể phân biệt giữa các phân tử bên ngoài và các phân tử bên trong được tạo ra bởi các hoạt động của tế bào, và giữ im lặng với các phân tử của chính chúng.Nhưng trong một số trường hợp, các kháng thể nhận ra các phân tử của chính chúng là kháng nguyên, gây ra các phản ứng miễn dịch bất ngờ, dẫn đến các loại bệnh tự miễn khác nhau.Những bệnh này thường cực kỳ có hại và thậm chí gây tử vong.
Ứng dụng tương tác kháng nguyên-kháng thể
Tương tác kháng nguyên-kháng thể được sử dụng rộng rãi trong các kỹ thuật trong phòng thí nghiệm để kiểm tra khả năng tương thích và chẩn đoán nhiễm trùng gây bệnh khác nhau.Ứng dụng cơ bản nhất là xác định nhóm máu ABO, điều này rất quan trọng đối với truyền máu.Các ứng dụng phức tạp hơn bao gồm xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA), công nghệ miễn dịch và điện tử miễn dịch.
Thông qua các phương pháp này, các nhà khoa học có thể nghiên cứu thêm các cơ chế của bệnh và thúc đẩy sự phát triển của vắc -xin và phương pháp điều trị.Trong các ứng dụng tiềm năng, nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá những bí ẩn sâu sắc hơn giữa các kháng nguyên và kháng thể không?
