Теория и практика иммуноферментного анализа - Егоров А.М.
ISBN 5-06-000644-1
Скачать (прямая ссылка):
§ 2. Взаимодействие антигена с субпопуляцией антител
Ранее для количественного описания эффективности взаимодействия антиген — антитело за основу была взята простая модель взаимодействия одновалентного антигена и одновалентного антитела. Но так как молекула антитела имеет несколько антигенсвязывающих центров и, кроме того, способна взаимодействовать с несколькими антигенным^ детерминантами молекулы антигена, то такая характеристика образования иммунохимического комплекса является весьма упрощенной.
Для описания более сложного реально существующего процесса взаимодействия поливалентного антитела с поливалентным ан-
тигеном введен термин авидность, или функциональная аффинность (функциональное сродство). В этом случае простые моновалентные взаимодействия характеризуются «внутренним сродством», или «внутренней аффинностью». С биологической точки зрения именно функциональная аффинность играет основную роль в иммунном ответе на инфицирование организма вирусами или бактериями, имеющими на своей поверхности повторяющиеся антигенные детерминанты.
Процесс образования комплекса антиген — антитело состава 1:1, в котором реализуются поливалентные взаимодействия, также является обратимым и может быть охарактеризован константой комплексообразования. С энергетической точки зрения образование поливалентного комплекса намного выгоднее, чем моновалентного. Например, было показано, что IgG-антитела с внутренней аффинностью к 2,4-динитрофенольному (ДНФ) гаптену 107 л/моль имеют функциональную аффинность по отношению к комплексу ДНФ — фаг 4-174—1010 л/моль, т. е. бивалентные взаимодействия являются в 1000 раз более прочными, чем моновалентные.
Ранее полагалось, что присутствующие в системе антитела характеризуются одинаковой константой ассоциации с антигеном или же одинаковой энергией связывания. В. качестве такой субпопуляции может выступать субпопуляция антител, продуцируемых одним клоном антителпродуцирующих клеток,— моноклональные антитела. ' , ¦
Синтезируемые в живом организме антитела гетерогенны по физико-химическим свойствам. Общая популяция антител иммунной сыворотки включает в себя антитела с различными значениями изменения свободной энергии взаимодействия с гаптеном, т. е. антитела различной аффинности; Схему взаимодействия" антигена с общей популяцией антител, представляющей совокупность субпопуляций, мож*ёт быть представлена в следующем виде:
Для общей характеристики такой популяции антител по аффинности взаимодействия с антигеном используют некоторое среднее значение аффинности Ко для п-го числа субпопуляций (методы расчета Ко приведены ниже). Как правило, истинная форма распределения антител по значениям констаит взаимодействия неиз-
Аг -J- ATj^i^r Аг-|-Ат2^;-
(3.9)
вести а и обычно определяемая тем или иным способом равновесная константа взаимодействия является некоторым эффективным параметром.
При разработке методов иммунохимического анализа, базирующихся на реакции антиген — антитело, знание физико-химических характеристик специфических взаимодействий очень важно, поскольку позволяет оценить чувствительность и специфичность метода, осуществить правильный подбор реагентов для анализа.
Так как образуемые в ответ на введение в организм антитела являются гетерогенными по константам связывания, средняя аффинность Ко — это, в действительности, некоторое среднее значение для неизвестного распределения частных констант Ki (1 ^ i ^ п), где число л — неизвестно. Для характеристики получаемой антисыворотки . целесообразно ввести некоторую функцию распределения антител по аффинности. Простейшее приближение — нормальное распределение, описываемое функцией Гаусса:
Рис. 8. Графическое представление функции Гаусса
/(*>
1
(*«-*<)*
2о»
а У‘2л
где стандартное отклонение
(3.10)
г
¦V
2 {Kt-Kо)2 i=i
характеризует гетерогенность антител (рис. 8).
В иммунохимии распределение антител по константам часто описывают одним из приближений нормального распределения, предложенного Сипсом. Приближение Сипса отклоняется от нормального при /Со±сг, и значительные отклонения наблюдаются при Ко±2а. Широкое распространение этой функции для описания распределения антител по константам связывания обусловлено его сходством с обычно используемыми простыми методами обработки результатов иммунохимических равновесий.
Функция Сипса применительно к взаимодействию антигена с антителом валентности п позволяет получить соотношение
[Аг.Ат]
(tfofAr])0
л[Ат]0
где Ко— средняя аффинность; а — индекс гетерогенности (0<;а^: ^1, гомогенность соответствует а— 1).
