Struttura e funzione delle immunoglobuline: un'analisi dettagliata

Struttura delle catene anticorpali

Nell’iconografia, una molecola-tipo di Ig viene rappresentata con la porzione N-terminale in alto e la porzione C-terminale in basso.

Gli anticorpi sono formati da due catene identiche, a loro volta costituite da porzioni con diverso peso molecolare: catene pesanti H (Heavy) di circa 50 kDa, e catene leggere L (Light) del peso di circa 25 kDa. Ogni catena, sia pesante sia leggera, contiene una porzione variabile V e una porzione costante C.

Con VH e VL si indicano le porzioni variabili rispettivamente della catena pesante e leggera.

Per quanto riguarda i domini costanti, la catena leggera è costituita da un solo dominio CL. In tutti i mammiferi, ad eccezione delle IgG dei Camelidi, esistono solo due tipologie possibili di catena leggera: la catena (“kappa”) e la catena  (“lambda”). Quindi, in ogni classe di Ig è presente sempre una sola catena leggera, che può essere.

I domini costanti della catena pesante sono invece molteplici e diversi (CH1, CH2, …).

Domini e simmetria degli anticorpi

Ogni Ig ha un asse di simmetria centrale grazie alla presenza di ponti disolfuro intercatenari in una porzione ristretta della catena pesante, chiamata regione cerniera. Grazie a questa simmetria si ha la formazione di un eterodimero e, così, ciascuna molecola di anticorpo nella porzione N-terminale presenta due siti di legame per l’antigene, che derivano dall’appaiamento delle porzioni variabili delle catene pesante e leggera.

In alcune Ig, la regione cerniera che contiene il ponte disolfuro è suscettibile all’azione proteolitica, e questo portò negli anni ‘50 alla definizione della struttura biochimica delle proteine prima ancora che se ne potesse studiare la cristallografia.

Ciascuna porzione dell’anticorpo è basata sulla ripetizione di un dominio globulare della lunghezza di circa 100-110 amminoacidi. La catena leggera contiene due domini globulari: quello responsabile della porzione variabile e quello responsabile della porzione costante. Invece, la catena pesante contiene diversi domini ripetuti: uno variabile, che contribuisce con l’VL a formare il sito di legame per l’antigene, e poi un numero tra 4 e 5 per la porzione costante. Questi domini genericamente vengono indicati come CH, seguito da un numero progressivo da 1 a 4 a partire dalla porzione N-terminale. Quindi avremo CH1, CH2, CH3 e CH4.

Regione cerniera e flessibilità

La regione cerniera si trova tra il dominio CH1 e CH2, ed è responsabile della flessibilità delle varie porzioni della molecola. È ricca di residui di cisteina, che formano ponti disolfuro, e di prolina situata in strutture proteiche allungate che servono laddove è necessario gestire la rigidità e la flessibilità della proteina. La sua lunghezza può variare da 6 a 30 amminoacidi.

Le IgM e le IgE rappresentano delle eccezioni: non hanno una regione cerniera così sviluppata.