Różnica między powinowactwem a zachłannością

Chociaż teoretyczna termodynamika interakcji antygen-przeciwciało jest dobrze znana, ich praktyczne zastosowanie w wykrywaniu lub określaniu autoprzeciwciał jest rzadkie. W przypadku przeciwciał funkcjonalnych określenie optymalnego powinowactwa pozwala osiągnąć maksymalne korzyści terapeutyczne. Powinowactwo przeciwciał było badane przez prawie pół wieku, a od momentu wprowadzenia chromatografii powinowactwa trzy dekady temu rozwinęło się w potężne narzędzie. Powinowactwo opisuje interakcję w pojedynczym miejscu wiązania. Znajomość powinowactwa oraz właściwości konstruktu i antygenu jest niezbędna do oceny związku między powinowactwem a siłą działania funkcjonalnego przeciwciała. Jednak oprócz powinowactwa istnieje jeszcze inna koncepcja wiązania zwana awidnością, która jest ogólną siłą wiązania interakcji między wielowartościowym antygenem a wielowartościowym przeciwciałem. Pomimo wyraźnych różnic między nimi, pojęcia powinowactwo i zachłanność są często stosowane bez rozróżnienia. Spójrzmy na dwa.

Co to jest powinowactwo?

Powinowactwo to siła wiązania paratopa jednej cząsteczki przeciwciała z odpowiednim epitopem na cząsteczce antygenu. Opisuje interakcję w pojedynczym miejscu wiązania. Znajomość powinowactwa oraz właściwości konstruktu i antygenu jest niezbędna do oceny związku między powinowactwem a siłą działania funkcjonalnego przeciwciała. Opiera się na tych samych zasadach termodynamicznych, które regulują wszelkie odwracalne interakcje biomolekularne, tej samej sile wiązania, która umożliwia układowi odpornościowemu zwalczanie infekcji. A siła odnosi się do siły specyficznego wiązania między przeciwciałem i jego antygenem. Precyzyjna i dokładna ocena powinowactwa do interakcji antygen-przeciwciało jest ważnym pomiarem do ustalenia granic powinowactwa i pułapu siły działania przeciwciała terapeutycznego. Pod względem termodynamicznym powinowactwo wyraża się jako sumę wszystkich sił przyciągania, co powoduje zwiększenie siły wiązania i siły odpychające, co powoduje zmniejszenie siły wiązania.

Co to jest awidność?

Zachłanność to kolejna wiążąca koncepcja, często mylona z powinowactwem; w rzeczywistości oba terminy odnoszą się do pojęcia siły wiązania, z tym że awidność odnosi się do całkowitej siły zdolności wiązania antygenu przez mieszaninę przeciwciał poliklonalnych. Zachłanność pojawia się, gdy wielowartościowy antygen wiąże się z dwuwartościowym przeciwciałem w roztworze lub gdy przeciwciało wiąże się z dwiema monowalentnymi cząsteczkami antygenu na powierzchni. W przeciwieństwie do powinowactwa awidność opisuje wielowartościowe wiązanie odpowiednio między wieloma miejscami wiązania ligandu i ligatu. Mówiąc prościej, zachłanność jest siłą wiązania między przeciwciałem wielowartościowym a antygenem wielowartościowym. Zachłanności nie można opisać termodynamicznie i uzyskuje się ją przez pomiary kinetyczne. Zachłanność przeciwciała zależy od powinowactwa poszczególnych miejsc wiązania przeciwciała, ale jest większa niż powinowactwo wiązania, ponieważ wszystkie interakcje przeciwciało-antygen muszą zostać przerwane jednocześnie, aby przeciwciało całkowicie się zdysocjowało.

Różnica między powinowactwem a zachłannością

Definicja powinowactwa i zachłanności

Terminy powinowactwo i awidność są czasami niewłaściwie stosowane jako synonimy. W rzeczywistości oba terminy odnoszą się do pojęcia siły wiązania. Powinowactwo jest zdefiniowane termicznie, jako pomiar stopnia asocjacji między przeciwciałem a antygenem, podczas gdy ogólna siła wiążąca przeciwciało wielowartościowe z antygenem wielowartościowym jest określana jako awidność lub inaczej znana jako „powinowactwo funkcjonalne”. Powinowactwo to siła wiązania przeciwciała łączącego miejsce z jednym odpowiednim epitopem antygenu, podczas gdy awidność to całkowita siła zdolności wiązania antygenu przez mieszaninę przeciwciał poliklonalnych. Zachłanność jest również określana jako powinowactwo funkcjonalne.

Występowanie

Termin powinowactwo oznacza wewnętrzną stałą asocjacji między przeciwciałem a jednoznacznym ligandem, takim jak hapten, natomiast termin awidność jest używany do oznaczenia całkowitej energii wiązania między przeciwciałami i antygenem wielowartościowym. Stała asocjacji jest miarą powinowactwa przeciwciała do epitopu. Zachłanności nie można opisać termodynamicznie i uzyskuje się ją przez pomiary kinetyczne. W kategoriach termodynamicznych powinowactwo jest wyrażone jako suma energii bliskiego zasięgu między cząsteczkowych sił przyciągających i odpychających między determinantą antygenową a jej miejscem wiązania.

Znaczenie biologiczne

Powinowactwo przeciwciał może odgrywać kluczową rolę w określaniu aktywności biologicznej przeciwciał. Konieczna jest zatem umiejętność scharakteryzowania odpowiedzi przeciwciał pod względem powinowactwa i wielkości, a także zrozumienia, w jaki sposób powinowactwo przeciwciał może wpływać na konkretny test. Termin awidność jest czasem używany synonimicznie z powinowactwem, ale najczęściej jest używany do opisania zdolności przeciwciał do tworzenia stabilnych kompleksów z antygenem. Awidność to skumulowana siła wielu powinowactw poszczególnych miejsc wiązania przeciwciał.

Powinowactwo a zachłanność: Tabela porównawcza

Podsumowanie powinowactwa a zachłanność

Pomimo różnic, terminy „powinowactwo” i „zachłanność” są często stosowane bez rozróżnienia. Powinowactwo jest siłą wiązania paratopu jednej cząsteczki przeciwciała z odpowiednim epitopem na cząsteczce antygenu i może być określone tylko przez pojedynczy monowalentny fragment Fab. Jest to suma wszystkich sił przyciągających, które powodują zwiększenie siły wiązania i siły odpychające, co powoduje zmniejszenie siły wiązania. Z drugiej strony, awidność jest siłą wiążącą między przeciwciałem wielowartościowym a antygenem wielowartościowym i jest również określana jako powinowactwo funkcjonalne. Zmierzona energia wiązania między przeciwciałami i odpowiadającymi im antygenami odzwierciedla awidność przeciwciał. W przeciwieństwie do powinowactwa, zachłanności nie można opisać termodynamicznie, a uzyskuje się ją przez pomiary kinetyczne.