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Bases da Interação Antígeno- Anticorpo Aula 3 Maio de 2003
A interação antígeno-anticorpo é tradicionalmente classificada em primária, secundária e terciária. O primeiro caso se entende como o fenômeno em si  da ligação ag-ac. Os efeitos imediatos desta ligação, como a precipitação ou a aglutinação dos comple-  xos, são entendidos como a interação secundária. Por  reação terciária, compreende-se os efeitos biológi-  cos gerados, como o processo inflamatório iniciado pela ativação do sistema complemento ou pela de- granulação de mastócitos e basófilos. A seguir, serão abordados alguns aspectos desta interação, fundamentais para a compreensão das aulas seguintes, onde serão apresentadas  as aplicações práticas da mesma.
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as  classes de  imunoglobulinas Nos mamíferos existem cinco tipos de cadeias pesadas (  e  ) e dois tipos de  cadeias leves (  e  ). As  cinco  diferentes  cadeias  pesadas formam cinco classes de anticorpos: Todos anticorpos  aqui apresentados, es- tão na forma mono- mérica. IgA e IgM apresentam formas poliméricas IgG IgM IgD IgA IgE
O   anticorpo secretado é essencialmente uma molécula bifuncional  na  qual as  regiões  V (variáveis)  estão primariamente relacionadas com a ligação ao antígeno, e  as  porções C (constantes) interagem com  receptores  celulares. As  regiões hipervariáveis  estão  localizadas na região variável e os  resíduos destas  regiões interagem especificamente com o antígeno. REGIÃO VARIÁVEL SÍTIO DE LIGAÇÃO DO ANTÍGENO. REGIÕES CONSTANTES REGIÃO  DA  DOBRADIÇA Extremidade amino-terminal (NH 2 ) Extremidade  carboxi-terminal  (COOH)
Estrutura espacial do anticorpo Cadeias pesadas Cadeia leve Fc Fab Sítio de ligação do antígeno
Modelo espacial do sítio de ligação do antígeno em um anticorpo. As regiões variáveis das cadeias pesadas e leves são mostradas em azul e amarelo. As  cadeias em  vermelho compõem o sítio de ligação,  evidenciando os  resíduos  de aminoácidos,  nas  regiões  determinantes de  complementariedade (CDR), que fazem contato com o antígeno.

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Os anticorpos são altamente específicos para a  conformação tridimensional do epítopo . EPÍTOPO Epítopo ou determinante antigênico:  porção, região do antígeno que se liga no anticorpo.
As  moléculas  de  anticorpo  não  se  ligam  ao  antígeno como um todo. Vários anticorpos podem reconhecer num mesmo antígeno, uma ou várias pequenas regiões diferentes (os já  mencionados epítopos). Antígenos monovalentes  Antígenos multivalentes
O antígeno pode ser então: monovalente ( como um hapteno ) ou  multivalente ( como um microrganismo ). hapteno com  um único epítopo microrganismo com diferentes epítopos Hapteno : qualquer molécula que é incapaz de, sozinha, induzir uma resposta imune, mas que é reconhecida pelo sistema imune  como estranha.  O hapteno conjugado a um carreador pode induzir uma resposta imune. O carreador é qualquer molécula maior, imunogênica, que transporte o hapteno.

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Uma boa adaptação entre o determinante antigênico e o sítio combinatório do anticorpo fornecerá amplas oportunidades para o surgimento de forças atrativas intermoleculares e poucas oportunidades para a ação das forças repulsivas. Boa adaptação Adaptação precária Epítopo Epítopo
ANTICORPO ANTÍGENO Forças de atração intermoleculares A ligação do antígeno com o anticorpo  se  dá pela formação de múltiplas ligações não-covalentes entre  radicais do antígeno e aminoácidos do anticorpo, do local de união. Embora as forças de atração envolvidas nestas  uniões (especialmente pontes de hidrogênio, forças eletrostáticas, forças de Van der Waals) sejam  individualmente fracas, em  comparação com as ligações covalentes, a multiplicidade das ligações resulta em uma energia de ligação suficientemente forte. As forças hidrofóbicas repelem moléculas de água Pontes de hidrogênio O N O N Eletrostática - - Van der Waals -  + +  - +  - -  + Hidrofóbica Exclusão da água + +
Reatividade  Cruzada Quando alguns dos epítopos de um antígeno A  são compartilhados por um outro antígeno B, uma parte dos anticorpos dirigidos para A também reagirá com B. Reação específica Reação cruzada Ausência de reação A  ESPECIFICIDADE  da ligação Ag-Ac reflete justamente este perfeito encaixe do  epítopo no sítio de ligação. A  AVIDEZ  reflete a intensidade de interação de anticorpos para diversos epitopos. A  AFINIDADE  reflete a intensidade de interação de um anticorpo para um epitopo.  Epítopo não compartilhado. X’ Y Epítopo Y compartilhado Antígeno imunizante X Y Z Anti X Anti Y Anti Z
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Ap3 - Bases da Interação intígeno anticorpo

  • 1. Bases da Interação Antígeno- Anticorpo Aula 3 Maio de 2003
  • 2. A interação antígeno-anticorpo é tradicionalmente classificada em primária, secundária e terciária. O primeiro caso se entende como o fenômeno em si da ligação ag-ac. Os efeitos imediatos desta ligação, como a precipitação ou a aglutinação dos comple- xos, são entendidos como a interação secundária. Por reação terciária, compreende-se os efeitos biológi- cos gerados, como o processo inflamatório iniciado pela ativação do sistema complemento ou pela de- granulação de mastócitos e basófilos. A seguir, serão abordados alguns aspectos desta interação, fundamentais para a compreensão das aulas seguintes, onde serão apresentadas as aplicações práticas da mesma.
  • 3. O anticorpo é constituído por quatro cadeias polipeptídicas, possuindo dois sítios de ligação ao antígeno. Antígeno cadeias sítios de ligação anticorpo = imunoglobulina
  • 4. O anticorpo é formado de duas cadeias leves e duas cadeias pesadas unidas por pontes dissulfeto .
  • 5. as classes de imunoglobulinas Nos mamíferos existem cinco tipos de cadeias pesadas (  e  ) e dois tipos de cadeias leves (  e  ). As cinco diferentes cadeias pesadas formam cinco classes de anticorpos: Todos anticorpos aqui apresentados, es- tão na forma mono- mérica. IgA e IgM apresentam formas poliméricas IgG IgM IgD IgA IgE
  • 6. O anticorpo secretado é essencialmente uma molécula bifuncional na qual as regiões V (variáveis) estão primariamente relacionadas com a ligação ao antígeno, e as porções C (constantes) interagem com receptores celulares. As regiões hipervariáveis estão localizadas na região variável e os resíduos destas regiões interagem especificamente com o antígeno. REGIÃO VARIÁVEL SÍTIO DE LIGAÇÃO DO ANTÍGENO. REGIÕES CONSTANTES REGIÃO DA DOBRADIÇA Extremidade amino-terminal (NH 2 ) Extremidade carboxi-terminal (COOH)
  • 7. Estrutura espacial do anticorpo Cadeias pesadas Cadeia leve Fc Fab Sítio de ligação do antígeno
  • 8. Modelo espacial do sítio de ligação do antígeno em um anticorpo. As regiões variáveis das cadeias pesadas e leves são mostradas em azul e amarelo. As cadeias em vermelho compõem o sítio de ligação, evidenciando os resíduos de aminoácidos, nas regiões determinantes de complementariedade (CDR), que fazem contato com o antígeno.
  • 9. Observe: uma região da molécula é responsável pela ligação ao antígeno enquanto uma região diferente promove as chamadas atividades biológicas, que incluem a fixação do complemento, a ligação da imunoglobulina à tecidos do hospedeiro, às várias células do sistema imune etc. RECEPTOR DE Fc MICRÓBIO 1 - SE LIGA AO ANTICORPO MICRÓBIO 2 - NÃO SE LIGA AO ANTICORPO LIGAÇÃO DO Fc AO FAGÓCITO LIGAÇÃO DO Fc AO COMPLEMENTO Fab: fragmento que se liga ao antígeno Fc: fragmento cristalisável – responsável pelas atividades biológicas mencionadas. Fab Fc
  • 10. Os anticorpos são altamente específicos para a conformação tridimensional do epítopo . EPÍTOPO Epítopo ou determinante antigênico: porção, região do antígeno que se liga no anticorpo.
  • 11. As moléculas de anticorpo não se ligam ao antígeno como um todo. Vários anticorpos podem reconhecer num mesmo antígeno, uma ou várias pequenas regiões diferentes (os já mencionados epítopos). Antígenos monovalentes Antígenos multivalentes
  • 12. O antígeno pode ser então: monovalente ( como um hapteno ) ou multivalente ( como um microrganismo ). hapteno com um único epítopo microrganismo com diferentes epítopos Hapteno : qualquer molécula que é incapaz de, sozinha, induzir uma resposta imune, mas que é reconhecida pelo sistema imune como estranha. O hapteno conjugado a um carreador pode induzir uma resposta imune. O carreador é qualquer molécula maior, imunogênica, que transporte o hapteno.
  • 13. Uma boa adaptação entre o determinante antigênico e o sítio combinatório do anticorpo fornecerá amplas oportunidades para o surgimento de forças atrativas intermoleculares e poucas oportunidades para a ação das forças repulsivas. Boa adaptação Adaptação precária Epítopo Epítopo
  • 14. ANTICORPO ANTÍGENO Forças de atração intermoleculares A ligação do antígeno com o anticorpo se dá pela formação de múltiplas ligações não-covalentes entre radicais do antígeno e aminoácidos do anticorpo, do local de união. Embora as forças de atração envolvidas nestas uniões (especialmente pontes de hidrogênio, forças eletrostáticas, forças de Van der Waals) sejam individualmente fracas, em comparação com as ligações covalentes, a multiplicidade das ligações resulta em uma energia de ligação suficientemente forte. As forças hidrofóbicas repelem moléculas de água Pontes de hidrogênio O N O N Eletrostática - - Van der Waals - + + - + - - + Hidrofóbica Exclusão da água + +
  • 15. Reatividade Cruzada Quando alguns dos epítopos de um antígeno A são compartilhados por um outro antígeno B, uma parte dos anticorpos dirigidos para A também reagirá com B. Reação específica Reação cruzada Ausência de reação A ESPECIFICIDADE da ligação Ag-Ac reflete justamente este perfeito encaixe do epítopo no sítio de ligação. A AVIDEZ reflete a intensidade de interação de anticorpos para diversos epitopos. A AFINIDADE reflete a intensidade de interação de um anticorpo para um epitopo. Epítopo não compartilhado. X’ Y Epítopo Y compartilhado Antígeno imunizante X Y Z Anti X Anti Y Anti Z
  • 16. FIM