ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Иммунологическая специфичность из "Теория и практика иммуноферментного анализа" Меньший вклад в связывание антигена с активным центром антитела вносят водородные и ионные взаимодействия. Водородные связи образуются при взаимодействии атома водорода, ковалентно связанного с каким-либо отрицательно заряженным атомом, с неподеленной парой электронов другого отрицательно заряженного атома. В реакции антиген — антитело в качестве таких групп обычно выступают аминогруппы и гидроксильные группы/ Электростатические силы возникают при взаимодействии сильно заряженных ионизированных групп, таких, как ионизированная аминогруппа (—NH3+) и ионизированная карбоксильная группа (С00-). [c.34] Степень соответствия между антигенной детерминантой и анти-генсвязывающей областью активного центра антитела иммунологическая специфичность) определяется химической и пространственной комплементарностью, которая обусловлена, с одной стороны, взаимодействием электронных облаков реагирующих химических групп, с другой — стерическими силами отталкивания. Если структуры антигена и активного центра не соответствуют друг другу, то их притяжение будет слабым, а отталкивание сильным. Важным моментом в образовании прочных специфических комплексов является наличие множественных контактов, позволяющих, несмотря на слабость отдельных единичных взаимодействий, прочно удерживать антиген в активном центре. Замена отдельных атомов или групп в молекуле антигена или в антигенсвязывающих центрах приводит к ухудшению связывания. [c.34] С другой стороны, антигенсвязывающий центр молекулы антитела определенной специфичности обладает способностью связывать антигены, отличные по структуре от основного. Можно представить себе, что в таком случае в связывании принимают участие как часть общих аминокислотных остатков в антигенсвязывающих центрах, так и отличающихся по своей локализации и природе. [c.34] Реакция антиген — антитело.протекает с выделением теплоты, но, как правило, изменение энтальпии невелико и составляет около 40 кДж/моль. Изменение энтропии в большинстве случаев положительно, так как активные центры антител в свободном виде доступны растворителю и гидратированы, а при взаимодействии с антигеном из них высвобождаются связанные молекулы воды, что приводит в целом к уменьшению упорядоченности системы. [c.36] Можно оценивать как специфичность данного антитела по отношению к различным антигенам, так и данного антигена по отношению к различным системам. Если одна и та же популяция антител взаимодействует с двумя различными антигенами Аг1 и Аг2 с константами комплексообразования соответственно К] и 2 (К К2), то говорят, что данные антитела являются высоко специфическими по отношению к Аг) и менее специфическими к Аг2. Аналогично, если константа комплексообразования антигена с популяцией антител Ат) много больше, чем с антителами Атз, то первые являются специфическими по отношению к антигену, а вторые нет. Еще раз подчеркнем, что понятие специфичности является относительным. Например, если для одной и той же популяции антител взаимодействие с антигеном Аг] по сравнению с Аг2 является специфическим, то при наличии третьего антигена Агз, для которого Кз К1, эти антитела будут менее специфичны к АГ], чем к Агз. [c.36] На практике часто условно подразумевают, что если константа равновесия процесса комплексообразования больше, чем 10 л/моль, то антитела являются высокоаффинными. [c.36] ВИЯ характеризуются антитела против углеводов (/Са 10 — 10 л/моль). [c.37] Ф Таким образом, количественно специфичность можно оценить, измеряя изменение свободной энергии связывания или внутреннюю аффинность. В практических целях иногда очень важно провести сравнение специфичности взаимодействия ряда антигенов с антителами, индуцированными одним из этих антигенов. Относительная специфичность в этих случаях может быть выражена как отношение внутренних аффинностей взаимодействия с антителами рассматриваемого антигена и антигена, индуцировавшего антитела. [c.37] Подобного рода проблемы очень часто возникают, например, при разработке методов иммуноферментного анализа лекарственных препаратов, стероидных и белковых гормонов. В зависимости от способа получения антисыворотки антитела могут быть специфичны либо только к одному лекарственному препарату (гап-тену), либо к целой группе близких по структуре химических соединений. В этих случаях распространен способ оценки специфичности, основанный на сравнении связывания антител в данной концентрации (или в определенном разведении иммунной сыворотки) одного и того же количества гомологичного и гетерологичного гаптена. При этом концентрация образовавшегося иммунного комплекса для гомологичного гаптена принимается равной единице, а связывание всех гетерологичных гаптенов оценивается как доля от соответствующего связывания гомологичного гаптена. [c.37] Представляет большой интерес и оценка специфичности различных популяций антител, например различных типов моноклональных антител, продуцируемых разными клонами клеток. Такое сравнение может быть проведено на основании сопоставления зна -чений внутренней аффинности антитела с более высокой специфичностью характеризуются более высоким значением константы внутренней аффинности. [c.37] Ранее для количественного описания эффективности взаимодействия антиген — антитело за основу была взята простая модель взаимодействия одновалентного антигена и одновалентного антитела. Но так как молекула антитела имеет несколько антигенсвязывающих центров и, кроме того, способна взаимодействовать с несколькими антигеннымй детерминантами молекулы антигена, то такая характеристика образования иммунохимического комплекса является весьма упрощенной. [c.37] Процесс образования комплекса антиген — антитело состава 1 1, в котором реализуются поливалентные взаимодействия, также является обратимым и может быть охарактеризован константой комплексообразования. С энергетической точки зрения образование поливалентного комплекса намного выгоднее, чем моновалентного. Например, было показано, что 1дО-антитела с внутренней аффинностью к 2,4-динитрофенольному (ДНФ) гаптену 10 л/моль имеют функциональную аффинность по отношению к комплексу ДНФ — фаг 4-174—л/моль, т. е. бивалентные взаимодействия являются в 1000 раз более прочными, чем моновалентные. [c.38] При разработке методов иммунохимического анализа, базирующихся на реакции антиген — антитело, знание физико-химических характеристик специфических взаимодействий очень важно, поскольку позволяет оценить чувствительность и специфичность метода, осуществить правильный подбор реагентов для анализа. [c.39] В иммунохимии распределение антител по константам часто описывают одним из приближений нормального распределения, предложенного Сипсом. Приближение Сипса отклоняется от нормального при /Со сг, и значительные отклонения наблюдаются при Ко 2а. Широкое распространение этой функции для описания распределения антител по константам связывания обусловлено его сходством с обычно используемыми простыми методами обработки результатов иммунохимических равновесий. [c.39] В частности, например, описаны распределения, сильно смещенные в сторону антител с низкой аффинностью.. Вследствие этого представление всей популяции антител как популяции, взаимодействующей с одной средней аффинностью (Ко) или даже как бимодальной Ко высокоаффинная и Ко —низкоаффинная), не всегда точно отражает распределение антител по аффинности. [c.40] Определение аффинности (или константы связывания) антител в сыворотке или выделенных в очищенном виде представляет собой сложную экспериментальную и теоретическую задачу. Трудности обусловлены следующими обстоятельствами. [c.41] Во-первых, гетерогенностью антител по физико-химическим свойствам, в том числе по сродству к антигену. Во-вторых, сложностью определения общего количества антител, а также отдельных фракций. В-третьих, в случае поливалентных антигенов возможностью образования комплексов сложного состава, в том числе циклической структуры, в которых проявляется кооператив-ность Взаимодействия активных центров антител. Все это не позволяет применить традиционные методы для расчета истинных значений констант связывания. Более надежные данные могут быть получены для моноклональных антител и их РаЬ-фрагментов, так как в этом случае могут быть выделены индивидуальные антитела в гомогенном виде. [c.41] Истинные значения констант связывания важны для определения термодинамических характеристик процесса взаимодействия антиген--антитело. Для практических целей, в частности для разработки методов иммуноферментного анализа, достаточно знать эффективные значения, характеризующие свойства используемых антител. [c.41] Вернуться к основной статье