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24.4: Estrutura dos Anticorpos
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Antibody Structure
 
TRANSCRIÇÃO

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.


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