24.4: Estrutura dos Anticorpos

Visão Geral

Anticorpos, também conhecidos como imunoglobulinas (Ig), têm um papel essencial no sistema imunitário adaptativo. Essas proteínas de ligação a antigénios são produzidas por células B e compõem 20% do plasma total do sangue em peso. Em mamíferos, os anticorpos constituem cinco classes diferentes, cada uma provocando uma resposta biológica diferente após ligação ao antigénio.

A Estrutura em Forma de Y dos Anticorpos Contém Quatro Cadeias de Polipeptídeos

Os anticorpos consistem em quatro cadeias de polipeptídeos: duas cadeias pesadas idênticas de aproximadamente 440 aminoácidos cada, e duas cadeias leves idênticas compostas por cerca de 220 aminoácidos cada. Essas cadeias estão dispostas em uma estrutura em forma de Y que é mantida unida por uma combinação de ligações de dissulfito covalentes e ligações não covalentes. Além disso, a maioria dos anticorpos contém resíduos de açúcar. O processo de adição de cadeias laterais de açúcar a uma proteína é chamado de glicosilação.

As Subunidades de um Anticorpo Têm Funções Diferentes

Tanto a cadeia leve como a cadeia pesada contribuem para o local de ligação ao antigénio em cada uma das extremidades da estrutura Y. Estes 110-130 aminoácidos são altamente variáveis para permitir o reconhecimento de um número quase ilimitado de antigénios. Esta região também é chamada de região variável e faz parte do fragmento de ligação ao antigénio.

Cada braço da unidade em forma de Y contém um local idêntico de ligação a antigénio. Anticorpos podem cruzar antigénios: quando um braço se liga a um antigénio e o outro braço se liga a um segundo antigénio estruturalmente idêntico. Esta ligação cruzada é facilitada pela região flexível da dobradiça que conecta os braços do anticorpo à haste e permite distâncias variáveis entre os locais de ligação a antigénios. Grandes treliças de antigénios em ligação cruzada são posteriormente engolidas de forma mais rápida e fácil por macrófagos, removendo quantidades maiores do antigénio ao mesmo tempo.

A região da haste do anticorpo também é chamada de região cristalina do fragmento (Fc) e determina a função efetiva do anticorpo. Através do domínio Fc, o anticorpo pode interagir com receptores de Fc em outras células imunitárias, como células B, macrófagos e mastócitos. A região Fc é frequentemente glicosilada, dificultando ou permitindo o acesso ao receptor de Fc. Alterar o estado de glicosilação do anticorpo, portanto, permite a modulação rápida da função dos anticorpos.

Os Mamíferos Têm Cinco Classes de Anticorpos

Os anticorpos são classificados pelo número de estruturas em forma de Y e tipo de cadeias pesadas. Anticorpos das classes IgD, IgE e IgG têm uma única estrutura em forma de Y, fornecendo dois locais de ligação a antigénio idênticos nas extremidades dos seus braços. Em termos mais científicos: eles têm uma valência de dois. IgD, IgE e IgG diferem, no entanto, na composição de ligações dissulfito e não covalentes entre as suas duas cadeias pesadas. IgA pode ocorrer como um monómero ou como um dímero, assemelhando-se a dois Ys que são unidos pela sua base. Como um dímero, IgA tem quatro locais de ligação a antigénios idênticos—uma valência de quatro. IgM pode ocorrer como um monómero, mas é mais frequentemente encontrado como um pentâmero, dando-lhe uma valência de 10.

As Cinco Classes de Anticorpos Desencadeiam Diferentes Funções Imunitárias

Os anticorpos IgG são as moléculas de anticorpos mais abundantes no sangue e são secretados em grandes volumes quando um agente patogénico específico é encontrado pela segunda vez. Os IgGs contribuem para a eliminação do agente patogénico de várias maneiras. Eles opsonizam agentes patogénicos para desencadear fagocitose por macrófagos ou neutrófilos. A atividade dessas células fagocíticas é reforçada pelo sistema complemento, uma cascata de proteínas enzimáticas. O sistema complemento é acionado por IgG. Além disso, os IgGs são os únicos anticorpos que podem atravessar a placenta da mãe para o feto. Eles também são secretados no leite materno, oferecendo assim imunidade passiva que protege o bebé de infeções.

O IgA protege superfícies mucosas, como os tratos gastrointestinal, respiratório e urogenital. Ele neutraliza principalmente as bactérias, impedindo o seu movimento através do epitélio. IgA também é secretado em muco, lágrimas, saliva e colostro (a secreção rica em anticorpos do peito da mãe nos primeiros dias após o parto). IgA ocorre como um dímero quando é secretado e como um monómero em fluidos corporais.

Monómeros da classe IgM são os primeiros a aparecer em células B imaturas. Os IgMs são a principal classe de anticorpos secretados por células B em resposta à primeira exposição a um antigénio—a resposta primária dos anticorpos. Quando um antigénio se liga a uma molécula de IgM, ele ativa o sistema complemento e neutraliza agentes patogénicos.

As funções dos anticorpos IgD não são bem compreendidas, mas parecem ser semelhantes às do IgM.

O IgE é desafiante para estudar devido aos seus baixos níveis em fluidos corporais e são mais conhecidos pelo seu impacto negativo no bem-estar humano: alergias. Durante uma reação alérgica, o IgE liga-se ao seu antigénio cognato. Posteriormente, a região Fc do IgE liga-se a mastócitos e basófilos, um tipo de glóbulo branco. A interação do IgE e do receptor de Fc na superfície celular provoca a libertação de histaminas e interleucinas, o que, por sua vez, causa sintomas alérgicos como espirros e comichão.

Anticorpos para Investigação, Diagnóstico e Terapêutica são Produzidos em Animais

Os anticorpos são uma ferramenta importante em muitas áreas de investigação, bem como no diagnóstico, e às vezes no tratamento de doenças. Para produzir anticorpos, um antigénio é injetado em um animal de fazenda ou laboratório, muitas vezes coelhos, galinhas, hamsters, ou cabras, e mais tarde é isolado do sangue do animal.

Anticorpos, também conhecidos como imunoglobulinas, são peças-chave na resposta imune humoral contra antígenos estranhos. Eles são proteínas que consistem em quatro polipeptídeos em uma estrutura em forma de Y com dois pesos idênticos e duas cadeias leves idênticas ligados entre si através de uma combinação de ligações não covalentes e ligações dissulfato covalentes. Nas pontas de cada cadeia polipeptídica estão os domínios variáveis únicos que se ligam seletivamente aos antígenos.

Embora algumas partes dessa região interagem diretamente, outras partes fornecem suporte estrutural para esses locais de ligação. Em contraste, a região do tronco do anticorpo, conhecida como região constante, determina o mecanismo de ação imunológico específico dependendo da classe. Por exemplo, um tipo, a Imunoglobulina E, é secretado no corpo em resposta a um pelo de gato semelhante a um alérgeno e age com mediador da reação alérgica.ento.

Um complexo de proteínas que aumenta ainda mais a opsonização e a destruição de patógenos. Mesmo com os patógenos destruídos, algumas células B ativadas se diferenciam em células B de memória em vez de células plasmáticas. Essas células B de memória continuam a produzir pequenas quantidades de anticorpos muito depois de uma infeção ter desaparecido.

Se o mesmo patógeno entrar novamente no corpo, esses anticorpos circulantes podem direcioná-lo para destruição imediata.