En bioquímica , la avidez se refiere a la fuerza acumulada de múltiples afinidades de interacciones de unión no covalentes individuales , como entre un receptor de proteína y su ligando , y comúnmente se la conoce como afinidad funcional. La avidez se diferencia de la afinidad , que describe la fuerza de una única interacción. Sin embargo, debido a que los eventos de unión individuales aumentan la probabilidad de que ocurran otras interacciones (es decir, aumentan la concentración local de cada miembro de unión en las proximidades del sitio de unión), la avidez no debe considerarse como la mera suma de sus afinidades constituyentes sino como la efecto combinado de todas las afinidades que participan en la interacción biomolecular. Un aspecto particularmente importante se relaciona con el fenómeno de la "entropía de la avidez". [1] Las biomoléculas suelen formar complejos heterogéneos u oligómeros y multímeros o polímeros homogéneos . Si las proteínas agrupadas forman una matriz organizada, como la cubierta de clatrina , la interacción se describe como matricidad . [ cita necesaria ]
La avidez se aplica comúnmente a las interacciones de anticuerpos en las que múltiples sitios de unión a antígeno interactúan simultáneamente con los epítopos antigénicos diana , a menudo en estructuras multimerizadas. Individualmente, cada interacción vinculante puede romperse fácilmente; sin embargo, cuando están presentes muchas interacciones de unión al mismo tiempo, la desunión transitoria de un solo sitio no permite que la molécula se difunda y es probable que se restablezca la unión de esa interacción débil. [ cita necesaria ]
Cada anticuerpo tiene al menos dos sitios de unión a antígeno, por lo tanto, los anticuerpos pueden ser bivalentes o multivalentes. La avidez (afinidad funcional) es la fuerza acumulada de múltiples afinidades. [2] Por ejemplo, se dice que la IgM tiene baja afinidad pero alta avidez porque tiene 10 sitios de unión débiles para el antígeno en comparación con los 2 sitios de unión más fuertes de IgG , IgE e IgD con afinidades de unión única más altas. [ cita necesaria ]
La afinidad de unión es una medida del equilibrio dinámico de la relación entre la tasa de activación (k on ) y la tasa de desactivación (k off ) bajo concentraciones específicas de reactivos. La constante de afinidad, K a , es la inversa de la constante de disociación, K d . La fuerza de la formación de complejos en solución está relacionada con las constantes de estabilidad de los complejos ; sin embargo, en el caso de biomoléculas grandes, como los pares receptor - ligando , su interacción también depende de otras propiedades estructurales y termodinámicas de los reactivos, además de su orientación e inmovilización. [ cita necesaria ]
Existen varios métodos para investigar las interacciones proteína-proteína que existen con diferencias en la inmovilización de cada reactivo en orientación 2D o 3D. Las afinidades medidas se almacenan en bases de datos públicas, como Ki Database y BindingDB . [ cita necesaria ] Como ejemplo, la afinidad es la fuerza de unión entre las estructuras complejas del epítopo del determinante antigénico y el paratopo del sitio de unión al antígeno de un anticuerpo. Las interacciones no covalentes participantes pueden incluir enlaces de hidrógeno , enlaces electrostáticos , fuerzas de van der Waals y efectos hidrofóbicos . [3]
Cálculo de la afinidad de unión para la reacción bimolecular (1 sitio de unión de anticuerpo por 1 antígeno):
donde [Ab] es la concentración de anticuerpos y [Ag] es la concentración de antígeno , ya sea en estado libre ([Ab],[Ag]) o unido ([AbAg]).
Cálculo de la constante de asociación (o constante de equilibrio ):
cálculo de la constante de disociación:
Hace unos años se desarrollaron pruebas de avidez para el virus de la rubéola , Toxoplasma gondii , citomegalovirus (CMV), virus varicela zóster , virus de inmunodeficiencia humana ( VIH ), virus de la hepatitis , virus de Epstein-Barr y otros. Estas pruebas ayudan a distinguir una infección aguda, recurrente o pasada por la avidez de los marcadores IgG específicos . Actualmente se utilizan dos ensayos de avidez. Estos son el conocido ensayo caotrópico (convencional) y el ensayo AVIcomp (competencia de avidez) desarrollado recientemente. [4]
Existen varias tecnologías para caracterizar la avidez de las interacciones moleculares, incluido switchSENSE y la resonancia de plasmón superficial . [5] [6]
![{\displaystyle {\ce {[Ab] + [Ag] <=> [AbAg]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/811fa758653c8d49cd0ce39294d057605d41ea0c)
![{\displaystyle K_{a}={\frac {k_{{\ce {on}}}}{k_{{\ce {off}}}}}={\frac {{\ce {[AbAg]}} }{{\ce {[Ab][Ag]}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3b1a025e34905d807924817cf21ed4e800e2bd87)
![{\displaystyle K_{d}={\frac {k_{{\ce {off}}}}{k_{{\ce {on}}}}}={\frac {{\ce {[Ab][Ag ]}}}{{\ce {[AbAg]}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/06053e68e377c191d306c1b2e3e107b501c690eb)