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Estructura de los anticuerpos de Camelid

Los anticuerpos de Camelid son los anticuerpos único-variables, pesados de la cadena-solamente (HcAb) que son producidos naturalmente por los camelids y los tiburones. A diferencia de los anticuerpos convencionales, los anticuerpos del camelid no tienen una cadena liviana, sino consisten en dos cadenas pesadas idénticas en lugar de otro. Los estudios de la biología molecular han demostrado que HcAbs fue ganado por las piezas de la familia del camello a lo largo de la evolución.

Estructura de un anticuerpo del camelidmolekuul_be | Shutterstock

Estructura de la base de los anticuerpos del camelid

En anticuerpos convencionales, la cadena liviana está limitada a la región constante, CH1. Sin embargo, en anticuerpos del camelid, una cadena pesada del único dominio variable de la N-terminal, designada VHH, ata al antígeno sin emparejar del dominio. Estos anticuerpos funcionales de la producción de VHHs sin la necesidad de las cadenas livianas vistas en anticuerpos convencionales.

La estructura de la base de VHH consiste en cuatro regiones del marco (FRs) y tres regiones de complementariedad-determinación (CDRs) que contribuyan al atascamiento del antígeno. La investigación ha demostrado que los VHH FRs tienen homología del aproximadamente 80%, habilitando la superposición de su estructura 3D.

Dos características importantes del dromedario VHHs son las substituciones del aminoácido en cuatro posiciones FR2 (libres en los dominios convencionales de VH) y la presencia de un CDR3 extendido. Además, los anticuerpos de VHH tienen una región relativamente variable de la N-terminal CDR1.

La estabilidad de estos anticuerpos se ha atribuido a la ligazón de disulfuro adicional que el CDR3 extendido forma con una mitad de la cisteína en CDR1 o FR2. Por otra parte, el hydrophilicity y la solubilidad aumentados de VHHs son los efectos combinados de la parte del CDR3 que pliega el punto de enlace variable anterior de la cadena liviana (VL) y las substituciones en FR2, de tal modo previniendo emparejar de VL.

Especificidades de la superficie y del genoma

La superficie de un único dominio de VHH es tan grande como (o aún más grande) que la de un paratope de VH-VL, de tal modo habilitando una conformación que ajuste bien en la cavidad cóncavo-dada forma de la superficie del antígeno. Además, hay una complementariedad excelente de la forma entre los dos dominios de la proteína en la estructura cristalina del complejo del VHH-antígeno.

El genoma de los anticuerpos del camelid comprende de las líneas siguientes del germen: IGHGH que es el gen para la parte constante de la cadena pesada del anticuerpo pesado de G de la inmunoglobulina (IgG) de la cadena-solamente, e IGHVH que es el gen para la parte de la región variable de la cadena pesada de los anticuerpos pesados de la cadena-solamente. Durante la maduración del linfocito B, un HcAb funcional es producido por la recombinación de la línea del germen de IGHVH con ciertos mini-genes para generar un dominio de VHH.

Anticuerpos del camelid de la ingeniería

VHHs Objetivo-específico es extraído por el despliegue bacteriófago de VHHs reproducido y del encuadramiento en los antígenos. Este VHHs recombinante, también llamado los nanobodies, se utiliza para la producción en grande de microorganismos y en una amplia gama de usos bioquímicos y biofísicos.

Cuando es purificado por cromatografía de afinidad, VHHs recombinante llega a ser soluble en soluciones acuosas y visualiza altas especificidad y afinidad para los antígenos. Como consecuencia, este VHHs puede soportar condiciones agotadoras así como la desnaturalización térmica o la desnaturalización de la substancia química.

Los nanobodies se han utilizado con éxito como trazadores de objetivos intracelulares para degradar las proteínas específicas del objetivo, o para estudiar la formación o la desorganización en tiempo real de acciones recíprocas entre las proteínas. Dirigiendo los nanobodies con una ligazón de disulfuro extra del intra-dominio, su resistencia contra el despliegue o las proteasas aumenta la fabricación les de buenas antenas del biosensor. La ligazón de disulfuro también ofrece suficiente estabilidad a los nanobodies para su uso en formulaciones orales.

Los estudios han demostrado que los nanobodies no causan las reacciones de la inmunogeneticidad como su identidad de la serie a los dominios humanos de VH es alta, de tal modo exhibiendo comportamiento estable.

El tamaño pequeño de nanobodies también ayuda en la eliminación rápida de la carrocería a través de los riñones, pero también de la barrera hematoencefálica. Esta propiedad los hace extremadamente útiles en in vivo proyección de imagen no invasor, pues se distribuyen rápidamente a través de los tejidos para alcanzar el sitio del objetivo con la eliminación de exceso de nanobodies de la sangre.

Perspectivas

Para aumentar la afinidad y la potencia funcionales de VHHs, los nanobodies de la siguiente-generación se están extendiendo con la proteína fluorescente verde (GFP) y también se están montando con las construcciones BI-específicas o bivalentes.

Los anticuerpos de VHH también se están utilizando en los análisis debido a su especificidad para las pequeñas moléculas, con un peso molecular menos de 500 daltons (Da) - sobre todo para analizar las substancias químicas ambientales y como diagnósticos valiosos en la agricultura y la industria alimentaria.

Hay un interés cada vez mayor al usar VHH para vigilar la nutrición, así como para descubrir la presencia de picos indeseados/involuntarios en componentes en las comidas embaladas (e.g la detección de la presencia de cafeína en bebidas de la listo-a-bebida).

Fuentes

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Last Updated: Jan 28, 2019

Deepthi Sathyajith

Written by

Deepthi Sathyajith

Deepthi spent much of her early career working as a post-doctoral researcher in the field of pharmacognosy. She began her career in pharmacovigilance, where she worked on many global projects with some of the world's leading pharmaceutical companies. Deepthi is now a consultant scientific writer for a large pharmaceutical company and occasionally works with News-Medical, applying her expertise to a wide range of life sciences subjects.

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