Concetti Chiave
- Le conformazioni dei determinanti antigenici devono essere complementari ai siti di legame degli anticorpi per favorire interazioni significative.
- La reazione tra antigene e anticorpo è reversibile e influenzata da fattori come pH, temperatura e concentrazione salina, che determinano la posizione dell'equilibrio.
- Un alto valore di KA indica una forte affinità dell'anticorpo per l'antigene, spostando l'equilibrio verso la formazione del complesso Ag-Ab.
- Si distingue tra affinità, che riguarda il legame di un singolo Fab, e avidità, che considera il legame multiplo degli anticorpi, come nelle IgG e IgM.
- Gli anticorpi multivalenti, come IgA e IgM, hanno più siti di legame, aumentando la complessità e l'efficacia delle interazioni con gli epitopi antigenici.
Conformazioni e legami antigenici
Le conformazioni dei determinanti antigenici, dal punto di vista della conformazione molecolare, devono essere complementari ai siti di legame dell’anticorpo. La forza dei legami non covalenti è proporzionale all’inverso della distanza (d) tra i gruppi che interagiscono, in maniera differente a seconda del tipo di legame:
interazioni elettrostatiche ∝ 1/d2
forze di Van der Waals ∝ 1/d7.
Quindi, per fare in modo che queste interazioni siano significative, i gruppi che interagiscono devono potersi avvicinare in termini molecolari, evento tanto più probabile quanto più epitopo e paratopo sono complementari.
Equilibrio e condizioni della reazione
La reazione Ag-Ab è reversibile e può essere così rappresentata: Ab + Ag ⇆ complesso AbAg.
La posizione dell’equilibrio è stabilita da condizioni che variano, come il pH, la temperatura e la concentrazione salina. La quantità di anticorpo che lega l’antigene può essere calcolata in base alle suddette condizioni, ed è un dato molto importante dal punto di vista pratico perché se ad esempio un anticorpo si lega ad una superficie virale, è probabile che il virus venga inattivato e non gli sia quindi permesso di entrare e infettare le cellule bersaglio, evitando così l’infezione.
Affinità e avidità degli anticorpi
Se KA è un numero abbastanza grande l’equilibrio è spostato verso destra, quindi è favorita la formazione del complesso Ag-Ab e si dice che l’affinità dell’Ag per l’Ab (a quelle determinate condizioni di pH, temperatura e concentrazione salina) è alta.
Tipicamente gli anticorpi ad alta affinità hanno valori di KA dell’ordine di 108 - 1010 M-1.
Alcuni ricercatori preferiscono pensare in termini di KD = Koff / Kon, e quindi gli anticorpi ad alta affinità avranno valori di KD dell’ordine di 10-8 - 10-10 M.
Occorre tuttavia fare presente che il calcolo basato sulla legge di azione di massa è effettuato considerando che le interazioni Ag-Ab siano monovalenti (quindi una sola porzione Fab che interagisce con un solo epitopo dell’antigene). Tuttavia, gli anticorpi di solito sono multivalenti e quindi le cose cambiano, nonostante le caratteristiche principali dell’interazione Ag-Ab rimangano intatte.
Nel caso delle IgA secrete (dimeriche), occorre considerare 4 siti di legame; con le IgM (pentameriche) ci sono ben 10 paratopi che possono legare epitopi antigenici e quindi 10 siti di legame.
Si parla quindi di affinità quando si considerano Fab o le IgG (con un solo Fab che partecipa al legame), di avidità con le IgG (con entrambi i Fab che partecipano al legame) e con le IgM. Se un antigene ha 2 epitopi, la valenza è 2; se ne ha 6 la valenza potrebbe essere 4; se ne ha 10 la valenza potrebbe essere 8. Tali discrepanze tra valenza e numero di epitopi sono dovute ad un eventuale ingombro sterico. (Nota: valenza = quanti siti anticorpali vengono considerati).
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza della complementarità tra epitopo e paratopo?
- Come influiscono le condizioni ambientali sull'equilibrio della reazione Ag-Ab?
- Cosa si intende per affinità e avidità degli anticorpi?
- Qual è la differenza tra interazioni monovalenti e multivalenti negli anticorpi?
La complementarità tra epitopo e paratopo è fondamentale per garantire interazioni significative tra antigeni e anticorpi, poiché la forza dei legami non covalenti dipende dalla distanza tra i gruppi che interagiscono (come indicato nel testo).
L'equilibrio della reazione Ag-Ab è influenzato da variabili come pH, temperatura e concentrazione salina, che determinano la quantità di anticorpo che lega l'antigene, essenziale per l'inattivazione dei virus e la prevenzione delle infezioni.
L'affinità si riferisce alla forza di legame tra un anticorpo e un antigene in condizioni specifiche, mentre l'avidità considera il legame complessivo di anticorpi multivalenti, come le IgA e IgM, che possono legare più epitopi contemporaneamente.
Le interazioni monovalenti considerano un solo Fab che lega un epitopo, mentre le interazioni multivalenti, come quelle delle IgA e IgM, coinvolgono più siti di legame, aumentando l'avidità e complicando il calcolo delle affinità.
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