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結合力

生化学において、 結合力とは、タンパク質受容体とそのリガンドの間など、個々の非共有結合相互作用の複数の親和性の蓄積された強度を指し、一般に機能的親和性と呼ばれます。そのため、アビディティは、 単一の相互作用の強さを表すアフィニティとは異なります。ただし、個々の結合イベントは、他の相互作用が発生する可能性を高める(つまり、結合部位に近接する各結合パートナーの局所濃度を高める)ため、結合力は、その構成親和性の単なる合計ではなく、生体分子相互作用に関与するすべての親和性の効果。特に重要な側面は、「アビディティエントロピー」の現象に関するものです。生体分子は、多くの場合、不均一な複合体または均一なオリゴマーおよび多量体またはポリマーを形成します。クラスター化されたタンパク質がクラスリンコートなどの組織化されたマトリックスを形成する場合、相互作用はマトリックスと呼ばれます。

抗体-抗原相互作用

アビディティーは通常、複数の抗原結合部位が標的抗原エピトープと同時に、多くの場合多量体構造で相互作用する抗体相互作用に適用されます。個々に、各結合相互作用はすぐに壊れる可能性があります。ただし、多くの結合相互作用が同時に存在する場合、単一部位の一時的な結合解除により分子が拡散することはなく、その弱い相互作用の結合は回復する可能性があります。

各抗体には少なくとも2つの抗原結合部位があるため、抗体は二価から多価です。親和性(機能的親和性)は、複数の親和性の累積強度です。たとえば、IgMは、単一結合親和性の高いIgG、IgE、IgDの2つの強い結合部位とは対照的に、抗原に対して10の弱い結合部位を持っているため、親和性は低いが親和性が高いと言われています。

親和性

結合親和性は、特定の濃度の反応物におけるオンレート(kon)とオフレート(koff)の比率の動的平衡の尺度です。親和性定数Kaは、解離定数Kdの逆数です。溶液中の複合体形成の強さは、複合体の安定度定数に関連していますが、受容体とリガンドのペアなどの大きな生体分子の場合、それらの相互作用は、反応物の他の構造的および熱力学的特性に加えて、その配向と固定化にも依存します。

2Dまたは3D方向の各反応物の固定化に違いがある既存のタンパク質間相互作用を調査する方法がいくつかあります。測定されたアフィニティは、KiデータベースやBindingDBなどのパブリックデータベースに保存されます。例として、親和性は、抗原決定基のエピトープと抗体の抗原結合部位のパラトープの複雑な構造間の結合強度です。参加する非共有相互作用には、水素結合、静電結合、ファンデルワールス力、疎水力が含まれる場合があります。

二分子反応の結合親和性の計算(1抗原あたり1抗体結合部位):

+ ↽−−⇀ {\ displaystyle {\ ce {+ =>}}}

ここで、抗体濃度と抗原濃度は、フリー(、)または結合()状態のいずれかです。

結合定数(または平衡定数)の計算:

Ka = konkoff = AbAgAb {\ displaystyle K_ {a} = {\ frac {k _ {{\ ce {on}}}}} {k _ {{\ ce {off}}}}} = {\ frac {{\ ce { }}} {{\ ce {Ab}}}}}

解離定数の計算:

Kd = koffkon = AbAg {\ displaystyle K_ {d} = {\ frac {k _ {{\ ce {off}}}}} {k _ {{\ ce {on}}}}} = {\ frac {{\ ce { Ab}}} {{\ ce {}}}}}

応用

風疹ウイルス、 トキソプラズマゴンディ 、サイトメガロウイルス(CMV)、水cell帯状疱疹ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、肝炎ウイルス、エプスタインバーウイルスなどのアビディティテストが数年前に開発されました。これらの検査は、マーカー特異的IgGの結合力により、急性、再発、または過去の感染を識別するのに役立ちます。現在、2つのアビディティアッセイが使用されています。これらは、よく知られたカオトロピック(従来の)アッセイと最近開発されたAVIcomp(アビディティー競合)アッセイです。