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 se conoce comúnmente como afinidad funcional. La avidez difiere de la afinidad , que describe la fuerza de una sola interacción. Sin embargo, debido a que los eventos de unión individuales aumentan la probabilidad de ocurrencia de otras interacciones (es decir, aumentan la concentración local de cada socio de unión en la proximidad del sitio de unión), la avidez no debe considerarse como la mera suma de sus afinidades constituyentes, sino como el 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 avidez". [1] Las biomoléculas a menudo forman complejos heterogéneos u oligómeros y multímeros o polímeros homogéneos . Si las proteínas agrupadas forman una matriz organizada, como la capa de clatrina , la interacción se describe como una matricidad . [ cita requerida ]
La avidez se aplica comúnmente a las interacciones de anticuerpos en las que múltiples sitios de unión de antígenos interactúan simultáneamente con los epítopos antigénicos objetivo , a menudo en estructuras multimerizadas. Individualmente, cada interacción de unión puede romperse fácilmente; sin embargo, cuando hay muchas interacciones de unión presentes 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 requerida ]
Cada anticuerpo tiene al menos dos sitios de unión al antígeno, por lo tanto, los anticuerpos son bivalentes a 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 contraposición a los 2 sitios de unión más fuertes de la IgG , la IgE y la IgD con afinidades de unión únicas más altas. [ cita requerida ]
La afinidad de unión es una medida del equilibrio dinámico de la relación entre la velocidad de unión (k on ) y la velocidad de disociación (k off ) en concentraciones específicas de reactivos. La constante de afinidad, K a , es la inversa de la constante de disociación, K d . La fuerza de 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 requerida ]
Existen varios métodos para investigar las interacciones proteína-proteína existentes 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 requerida ] 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 del 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 de la varicela zóster , virus de la inmunodeficiencia humana ( VIH ), virus de la hepatitis , virus de Epstein-Barr y otros. Estas pruebas ayudan a distinguir la infección aguda, recurrente o pasada por la avidez de la IgG específica del marcador . Actualmente hay dos ensayos de avidez en uso. Estos son el conocido ensayo caotrópico (convencional) y el ensayo AVIcomp (competición de avidez) desarrollado recientemente. [4]
Existen varias tecnologías para caracterizar la avidez de las interacciones moleculares, incluidas switchSENSE y la resonancia plasmónica de superficie . [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)