Biochimica - parte 1

Isoterma di legame (o curva di legame)

È un grafico che mette in relazione la concentrazione di ligando e la frazione di proteina impegnata nel complesso. La frazione di saturazione è il rapporto tra il complesso proteina-ligando e la concentrazione di proteina totale, quindi è la frazione di proteina impegnata nel legame.

Per costruire le isoterme di legame bisogna fare esperimenti che consentono di misurare per ogni concentrazione di legame che ci interessa, la frazione di proteina legata. Quindi si costruisce il grafico e si analizzano i punti con l'equazione scritta nella slide (la frazione di proteina legata è data dal rapporto tra la concentrazione di ligando e la somma della costante di dissociazione più la concentrazione di ligando).

La forma della curva è quella di un'iperbole. Qualunque interazione specifica tra proteina e ligando ha sempre una forma iperbolica. La relazione che esiste tra la frazione di proteina legata e la concentrazione di ligando

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• ` per creare una lista puntata Ecco come potrebbe apparire il testo formattato con i tag HTML:

  È unarelazione iperbolica.

  • Questa relazione ci dice che a basse concentrazioni di ligando esiste una relazione lineare tra la frazione di proteina legata e la concentrazione di ligando: se si raddoppia la concentrazione di ligando, allora raddoppia anche la concentrazione di proteina legata.
  • Man mano che la concentrazione di ligando aumenta, si devia dalla linearità e la curva tende asintoticamente alla frazione di saturazione pari a 1, in cui tutta la proteina è impegnata nel legame con il ligando.
  • Ad alte concentrazioni di ligando, se aumento molto la concentrazione del ligando, non cambia la frazione di saturazione. Questo indica un legame saturabile, si arriva a saturare la proteina, ed è conseguenza del fatto che l'interazione avviene su un sito specifico: anche se aumento tantissimo la concentrazione di ligando, il numero di siti non aumenta quindi non può aumentare la frazione di saturazione.

  Graficamente la costante di dissociazione è rappresentata dal punto in cui la curva di legame raggiunge il 50% della saturazione. Questo punto è chiamato KD (dissociazione costante) e indica la concentrazione di ligando necessaria per legare il 50% della proteina. Più basso è il valore di KD, più forte è l'affinità tra il ligando e la proteina.

  è pari alla concentrazione di ligando che satura la metà dei siti saturabili. Es: qual'è la frazione di saturazione a 10 nM ligando per una proteina la cui costante di dissociazione è 10 nM? È il 50%

  Nel grafico sono riportate le curve per tre proteine che legano lo stesso ligando con affinità differenti. La proteina in rosso, ha la affinità maggiore e la costante di dissociazione più bassa e man mano diminuisce la affinità e aumenta la costante di dissociazione. La costante di dissociazione influenza profondamente il comportamento della proteina ad una certa concentrazione di ligando.

  Le proteine che studiamo sono in ambiente cellulare dove la concentrazione di ligando è generalmente mantenuta in un intervallo molto ristretto. Quindi le tre proteine si comportano in modo molto diverso, la proteina rossa a concentrazioni fisiologiche di ligando, è sempre saturata, vuol dire che se la concentrazione di ligando oscilla,

  La acidità della proteina non cambia perché non cambia la quantità di proteina impegnata nel legame con il ligando.

  La proteina verde ha costante di dissociazione molto più alta, di conseguenza la sua frazione di saturazione anche per piccole oscillazioni della concentrazione di ligando. Questo è tanto più vero quanto più la Kd è vicina all'intervallo fisiologico.

  Una proteina che ha una Kd per il ligando corrispondente circa alla concentrazione fisiologica, per piccole variazioni della concentrazione di ligando si hanno variazioni significative della quantità di proteina legata, allora quella proteina funge da sensore delle variazioni di concentrazione di ligando.

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  espressamente dall'autrice.

  ESERCIZI RISOLTI PARTE 2 LA COSTANTE DI DISSOCIAZIONE

  1. di un isoterma di legame
  2. sapere convertire K in K e viceversa
  3. saper calcolare la frazione di proteina legata dal ligando (frazione di saturazione) note la concentrazione di ligando e la Kd
  4. saper calcolare la frazione di saturazione in base al rapporto relativo K /[L]
  5. saper confrontare la frazione di saturazione di proteine diverse (diverse K ) ad una stessa concentrazione di ligando

  ESERCIZIO 1 -8

  Qual è la frazione di saturazione di una proteina con il suo ligando specifico se [L] = 10 nM e K = 1 * 10^M?

  Risultato: 0.5

  ESERCIZIO 2

  Calcolare la frazione di saturazione di una proteina con il suo ligando specifico quando la [L] è pari a:

  1. a) 0.01 K
  2. b) 0.1 K
  3. c) K
  4. d) 50 K

  Risultato: a) 0.0099; b) 0.099; c) 0.5: d) 0.98

  ESERCIZIO 3 -9

  Si considerino due proteine P1 e P2 che legano lo stesso ligando, P1 con una K di 3 * 10^M e P2 con una K di -125 * 10^M. Dire quale delle due ha

  maggiore affinità per il ligando e qual è la frazione di saturazione quando [L] = 500 pM

  Risultato: P2 ha maggiore affinità per il ligando rispetto a P1; frazione P1 = 0.6 e frazione P2 = 0.99

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  GLI ANTICORPI Funzione degli anticorpi:

  La funzione degli anticorpi è quella di riconoscere e legare una sostanza estranea all'organismo, formando un complesso estremamente stabile che di fatto non si dissocia più, permettendo all'organismo di eliminare la sostanza estranea.

  Gli anticorpi possono essere diretti verso un agente patogeno, verso una sostanza ingerita con l'alimentazione o contro proteine proprie dell'individuo, nel caso delle malattie autoimmuni.

  Struttura degli anticorpi:

  Gli anticorpi sono un esempio di proteina con struttura quaternaria perché sono formati da 4 subunità.

  identiche a due a due: 2 subunità più grandi (catene pesanti, in azzurro) e 2 subunità più piccole (catene leggere, in rosa)

  Le catene pesanti e quelle leggere sono tenute insieme da ponti disolfuro, quindi la struttura quaternaria non è stabilizzata solo da interazioni deboli ma anche da ponti di solfuro che conferiscono una maggiore stabilità, importante perché facilmente possono venire a contatto con agenti che portano alla denaturazione.

  Sono proteine di dimensione abbastanza elevata, hanno un peso di circa 150.000 dalton, quindi iniziano ad essere molecole abbastanza grandi.

  Classificazione degli anticorpi:

  Esistono 5 classi che si differenziano per la tipologia di catena pesante: tutti gli anticorpi di una determinata classe hanno una tipologia di catena pesante.

  • IgA (presenti nelle mucose)
  • IgD (funzione non ben chiara)
  • IgE (rientrano nella risposta allergica)
  • IgG (permangono nel tempo)
  • IgM (prodotte
  hanno una risposta. Quando l'antigene si lega al recettore del linfocita B, questo attiva il linfocita e inizia la produzione di anticorpi specifici per quell'antigene. I linfociti B si differenziano in plasmacellule, che sono le cellule responsabili della produzione degli anticorpi. Le plasmacellule producono e secernono grandi quantità di anticorpi che possono circolare nel sangue o essere presenti a livello locale, come nelle mucose. Gli anticorpi hanno diverse funzioni nel nostro organismo. Possono neutralizzare gli antigeni, impedendo loro di danneggiare le cellule o i tessuti. Possono anche attivare il sistema del complemento, che è una serie di proteine che aiutano a distruggere gli antigeni. Gli anticorpi possono anche segnalare agli altri componenti del sistema immunitario che un antigene è presente, attivando così una risposta immunitaria più ampia. Inoltre, gli anticorpi possono essere utilizzati in laboratorio per diagnosticare malattie o per trattare alcune condizioni. Ad esempio, i test diagnostici possono rilevare la presenza di anticorpi specifici nel sangue per confermare la presenza di un'infezione. Alcuni farmaci, chiamati anticorpi monoclonali, sono stati sviluppati per mirare specificamente a determinate cellule o proteine nel corpo, come nel caso della terapia anticancro. In conclusione, gli anticorpi sono molecole fondamentali per il funzionamento del sistema immunitario. Svolgono un ruolo chiave nella difesa del nostro organismo contro le infezioni e altre malattie.vengono stimolati• I linfociti B che sono stati stimolati dal legame dell’antigene cominciano una fase di espansione clonale, inizianoa dividersi e diventano prevalenti rispetto a tutti gli altriParte di questi linfociti andranno a costituire le cellule della memoria che saranno importanti nel caso di un◦ secondo incontro con l’antigene (se dovesse succedere, la fase di espansione clonale verrebbe bypassata)Parte si differenzia in plasmacellule, ovvero la forma matura dei linfociti B, che sono in grado di produrre◦ anticorpi solubili con la stessa specificità per l’antigene dei recettori di membrana, quindi sono in grado dilegare l’antigene che aveva stimolato l’espansione clonale e di indirizzarlo alla degradazioneNB: tra i numerosissimi linfociti B presenti in un organismo, un antigene riesce astimolare in modo specifico, l’espansione clonale solo di uno o pochi linfociti B.L’antigene perchè possa stimolare

  L'espansione clonale, deve legarsi ad elevata affinità ai recettori sulla cellula.

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  Inizialmente si ha ha produzione di anticorpi di tipo M (IgM sono quelli della risposta immediata). Durante la maturazione dei linfociti B a plasmacellule si ha il cambio di classe: gli anticorpi prodotti diventano da M a G: viene cambiata la catena pesante.

  Le IgG rimangono in circolo per un tempo più lungo rispetto alle IgM, continuano ad essere prodotte per lungo tempo anche se a quantità molto basse, infatti sono il marker di infezioni pregresse.

  Quando si ha una esposizione per una seconda volta allo stesso antigene, la produzione di IgM non cambia molto, mentre la produzione di IgG è molto più veloce (grazie alle cellule della memoria) e in quantitativi maggiori rispetto alla risposta primaria.

  Proprietà di Maestri

  Giada © 2022 è vietata la redistribuzione e la pubblicazione non autorizzata espressamente dall'autrice. Interazione anticorpo-antigene La regione di interazione dell'anticorpo con l'antigene è una regione tuttosommato ristretta della struttura dell'anticorpo, e corrisponde alla parte terminale delle catene leggere e delle catene pesanti. Una molecola di anticorpo è bivalente e lega due molecole di antigene, l'anticorpo è simmetrico. L'anticorpo lega una porzione piccola dell'antigene: - Possiamo individuare su un antigene la parte che interagisce con l'anticorpo che chiamiamo epitopo (o determinante antigenico) - Un singolo antigene può avere molteplici epitopi, questo significa che quando un antigene entra in un organismo, ogni epitopo stimola l'espansione di un clone di linfociti B perché ognuno lega fortemente un certo.