Статистика
Онлайн всього: 4 Гостей: 4 Користувачів: 0
|
 |
Матеріали для курсової |
Сили Ван дер Ваальса
|
| 25.09.2014, 15:29 |
| Ці сили виникають у результаті взаємодії поверхневих електронних шарів
контактуючих ділянок молекул. Відомо, що відмінності між властивостями реальних та ідеальних
газів, згідно з кінетичною теорією, зумовлені ван-дерваальсовим притяганням між молекулами. Цей
факт має суто математичне пояснення. Проте описово можна уявити, що в результаті флуктуації
електронної густини в одній молекулі вона набуває властивостей диполя. Такий диполь індукує
перерозподіл електронної густини і утворення диполя в іншій молекулі, і ці два диполі взаємно
притягуються. Зміщені електрони, повертаючись у положення рівноваги, проскакують його, тобто
диполі осцилюють. Сила притягання між диполями обернено пропорційна відстані між ними в 7-му
степені, тобто вона швидко зростає при зближенні молекул, що взаємодіють.
Сили, що стабілізують комплекс антиген—антитіло, мають спільну властивість: тільки при
значному зближенні двох молекул і особливо в тому разі, коли в зону контакту вже не можуть
проникати молекули води, ці сили набувають високих значень. Взаємно комплементарні форми
електронних шарів антигензв'язу вального центру антитіла і поверхневої антигенної детермінанти
дають можливість цим двом молекулам зблизитись. Чим більша площа контакту, тим сильніше
взаємне притягання між антигеном і антитілом.
Реакція антиген — антитіло є екзотермічною, і підвищення температури сприяє дисоціації
комплексу антиген —антитіло. Оскільки взаємодія антиген — антитіло пов'язана з
електростатичними взаємодіями, то дисоціації комплексу сприяє високий рівень рН та зміни йонної
сили розчину, оскільки при цьому втрачаються як позитивні, так і негативні йони.
Афінність антитіл важлива для розуміння механізмів реакції антиген — антитіло і функціональної
ролі антитіл. Вона є сумою міжмолекулярних сил притягання й відштовхування, що діють між
активним центром антитіла і специфічним лігандом, тобто афінність антитіл — це ступінь
міцності, або величина взаємозв'язку, між одновалентним лігандом і одним антигензв'язувальним
центром антитіл. За визначенням Наукової групи ВООЗ, під афінністю, або афінітетом
(спорідненістю), розуміють активність антитіл у розрахунку на активний центр антитіла (або
середній активний центр гетерогенної популяції) незалежно від кількості активних центрів у
молекулі. Антитіло класу G (двовалентне) і його Fab-фрагменти (одновалентні) повинні мати
однакову афінність. Останню зазвичай оцінюють, вимірюючи ступінь зворотного зв'язування
одновалентного ліганду. Афінність виражають у вигляді середньої константи рівноваги. Цей
показник відповідає концентрації вільного ліганду (або її оберненій величині), за якої зайнята
половина всіх активних центрів антитіл. По суті, афінність є величиною сили взаємодії між
антигеном і антитілами.
Результати досліджень із застосуванням динітрофенільних кон'югатів з антитілами методами
електронної мікроскопії свідчать про те, що кожна ДНФ-група контактує з одним
антигензв'язувальним центром і є моновалентною. Під час діалізу суміші гаптенів зі специфічними
антитілами показано, що їх взаємодія оборотна і швидкість дисоціації комплексу антиген —
антитіло залежить від афінності. Афінність можна виразити через константу рівноваги К реакції
взаємодії:
За законом дії мас
де [Ат] - концентрація вільних антигензв'язувальних центрів; [Г] - концентрація вільних гаптенів;
[АтГ] — концентрація їхніх комплексів.
Якщо антитіла міцно зв'язуються з гаптеном, то рівновага реакції зміщується вправо. Такі антитіла
називають високоафінними. За певної концентрації вільного гаптену [Г В ] в реакції візьме участь
половина антигензв'язувальних центрів:
тобто константа афінності К дорівнює зворотній величині концентрації вільного гаптену, за якої в
стані рівноваги зайнята половина антигензв'язувальних центрів. Інакше, якщо антитіла мають
високу константу афінності і міцно зв'язують гаптени, то для напівнасичення антитіл достатньо
невисокої концентрації гаптену. Індивідуальний епітоп на поверхні складного гаптену за
визначенням є моновалентним і міцність його зв'язування з одновалентним антитілом або Fab-
фраґментом також можна виразити через константу афінності.
Величина К визначається різницеї вільної енергії (ΔG) між станом антигенів та антитіл, коли вони
не взаємодіють між собою, і тим станом, коли вони утворюють комплекс антиген —антитіло. Ця
залеж ність описується рівнянням
де R — універсальна газова стала; Т -абсолютна температура.
Деяка кількість енергії може витрачатися на зміну конформації антигену, яка необхідна для
взаємодії контактуючих амінокислотних залишків. Така зміна конформації може бути потрібною
або для того, щоб забезпечити сам контакт, або для того, щоб вивести із зони контакту ті
амінокислотні залишки, які створювали б сили відштовхування, коли б залишилися в попередньому
стані. Для обчислення константи афінності можна скористатися методом рівноважного діалізу і
отримані результати перерахувати за рівнянням закону дії мас.
Для реакції антиген —антитіло, яка є прикладом високоспецифічних взаємодій, константа афінності
є дуже високою і може досягати 10 11 моль/л. Зазвичай цей показник становить 10 4 —10 10 . Афінність
визначається площею контакту між антитілом та гаптеном або епітопом, міжмолекулярними
відстанями в зоні контакту, розподілом заряджених та гідрофобних груп, а також тими
конформаційними змінами, що зумовлені перекриванням електронних шарів реагуючих хімічних
груп.
Зв'язування антигену з антитілами в комплек залежить не лише від афінності антитіл, а й від
кількості валентностей та епітопів. Чим більша валентність антигену, тим менша для нього
ймовірність розриву зв'язку з антитілами внаслідок дисоціації. Підсилювальний ефект залежить
також від валентності антитіл, якою визначається авідність. Теоретично авідність двовалентного
антитіла вдвічі перевищує авідність Fab-фраґмента, з звідність IgM вп'ятеро вища за авідність IgG.
Авідність (авідитет) — здатність антитіл міцно зв'язуватися з антигеном. Авідність залежить як від
афінності, так і від кількості активних центрів на одну молекулу антитіла. IgM, які мають 5 — 10
активних центрів на молекулу, з тією самою афінністю, що й 2 активних центри, матимуть уп'ятеро
більшу звідність. Більша авідність у цьому випадку зумовлюється наявністю великої кількості
зв'язків полівалентної молекули антитіла з детермінантами одночасної специфічності, розміщеними
на відносно великій часточці антигену. Якщо молекула IgM зв'язується з антигеном, що має малу
кількість детермінант, авідність зв'язку послаблюється. Авідність зростає при надлишку
детермінант унаслідок можливості утворення між молекулою антитіла та часточкою антигену
великої кількості зв'язків. У разі надлишку антитіл прояв полівалентності IgM ускладнюється. У
процесі гіперімунізації відмінності в авідності антитіл, що належать до різних класів, завдяки
зростанню афінітету зменшуються.
Термін «афінність» стосується зв'язування антитіла з моновалентним гаптеном або з однією
антигенною детермінантою. Здебільшого відбувається взаємодія антисироватки (сироватки крові
імунізованої тварини або людини) з полівалентними антигенами, якими є більшість природних
антигенів. Тому для опису взаємодії такого типу, яку схематично можна подати рівнянням
|
| Категорія: Імунологія | Додав: koljan
|
| Переглядів: 536 | Завантажень: 0
|
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі. [ Реєстрація | Вхід ] |
|
|
