Anticossos catalítics o abzims | Medicina / Ciències

Med SCI (París) 2003; 19: 519-521

Antibodia catalítica o abzymes

Activitat catalítica d’anticossos

Sébastien Lacroix-desmazes *, Jagadeesh Bayry, Michel D. Kazatchkine i Srini V. Kaveri

Inserm U.430, Institut de Cordeliers, 15, Rue de l’Escola de Medicina, 75270 París Cedex 06, França

* Sebastien. [email protected]

El concepte que alguns anticossos podrien tenir una activitat enzimàtica ha estat declarada per primera vegada per Linus Pauling In 1942. Segons L. Pauling, si es va produir l’estructura dels llocs d’enquadernació d’antigen-anticossos, s’han de trobar anticossos, els seus llocs d’enquadernació són similars als llocs d’enzims actius i que podrien tenir activitat enzimàtica.. Calia esperar a l’obra de G. Köhler i C. Milstein el 1975, permetent la producció dels anticossos monoclonals, per confirmar aquesta hipòtesi: els primers anticossos catalítics, o “abzims” (anticossos-enzims) es van produir a 1986. Els diferents enfocaments per obtenir “abzies” es presenten a continuació, i es discuteix la importància de l’activitat catalítica dels anticossos en patologia humana.

Obtenció de “abzims” per immunització a l’ajuda de l’habitatge

La immensa majoria de “abzmes” va ser produïda per la immunització mitjançant haptens que són anàlegs estables d’estats de transició de les reaccions químiques. En 1986, A. Tramontano va produir anticossos monoclonals hidrolitzant els enllaços Ester utilitzant com a hapten una molècula analògica de l’estat de transició de la hidròlisi dels èsters carboxílics (figura 1). El mateix any, S.J. POLLACK va produir un anticòs monoclonal murí de gran afinitat per a l’estat de transició de p-nitrofenilfosfòric de transició. Aquest anticòs va catalitzar la hidròlisi del vincle de carbonat. Des de llavors s’han desenvolupat dos enfocaments alternatius: la immunització reactiva es basa en l’ús d’haptens tan reactiu que una reacció química es produeix amb el lloc de vinculació d’anticossos durant la immunització; L’esquer i la tècnica de commutació utilitza haptens que tenen estructures complementàries (per exemple, càrregues elèctriques) als residus desitjats en el lloc d’enllaç “Abzyme”. Aquestes estratègies, que depenen principalment de la síntesi química dels haptens, han permès la producció d’anticossos catalitzant reaccions com ara les reaccions d’addició electrofílica – eliminació, racemització, isomerització, hidròlisi i formació de vincles. Carboni. Carboni. Un dels principals interessos de l’ús d’estats de transició Analògica és la possibilitat de produir “abzims” que catalitzen les reaccions termodinàmiques o quinèticament desfavorables, que no són catalitzats per enzims naturals coneguts o els mètodes químics disponibles.

Miniatura Figura 1.

hidròlisi de l’enllaç Ester per anticossos Produït després de la immunització mitjançant un hapten similar a l’estat de transició de la reacció (després).

Obtenció de “abzims” mitjançant la manipulació de la xarxa idiotípica

Un enfocament més biològic utilitzat amb èxit implica la noció de “Imatge interna” constitutiva de la xarxa idiotípica, proposada originalment per Niels Jerne el 1974. Els animals s’inverteixen amb un enzim amb l’objectiu de la producció d’un anticòs monoclonal (AB1) el lloc d’enquadernació de l’antigen té estructures complementàries a les del lloc actiu de l’enzim (figura 2) Els anticossos monoclonals (AB2) es van dirigir contra el lloc d’enllaç AB1 antigen, es produeixen. Alguns de l’AB2 porten una imatge del lloc actiu de l’enzim i la funció de la funció catalítica d’aquest enzim. Aquest enfocament ha permès la producció d’anticossos dotats d’una activitat esterasa, amidasa o proteasa serina, utilitzant l’acetilcolinesterasa respectivament, β-lactamasa i subtilisina com a immunògens. Els paràmetres cinètics dels anticossos catalítics són el VMAX (màxima velocitat de la catàlisi de concentració de saturació), el km (afinitat per al substrat), el KCAT (nombre de vegades la catàlisi té lloc per unitat de temps) i l’eficiència catalítica (expressada en nombre de moles de substrat catalitzats per mol d’enzim i per unitat de temps). Els paràmetres cinètics de l’anti-idiotípic “abzies” són inferiors als dels enzims originals, però són, però, superiors als de “abzmes” de la mateixa activitat produïda pels anàlegs dels estats de transició.

Miniatura Figura 2.

Producció de “abzmes” mitjançant la manipulació de la xarxa idiotípica. Un organisme s’emmarca amb un enzim. Els anticossos monoclonals produïts (AB1) que neutralitzen l’activitat enzimàtica s’utilitzen per induir anticossos anti-idiotípics (AB2). Alguns AB2, anomenats anticossos catalítics o “abzmes”, tenen un lloc d’enquadernació antigen que sembla estructuralment el lloc actiu de l’enzim i està equipat amb activitat enzimàtica.

anticòs catalític en humans

De” abzmes “és” natural “pel sistema immunitari, en la falta d’immunització deliberada. S’ha proposat que aquests anticossos catalítics naturals podrien participar directament en l’eliminació de restes que el metabolisme del cos en condicions fisiològiques. La presència en llet humana normal d’anticossos catalítics amb una proteïna quinasa i l’activitat de desoxiribonucleasa d’anticossos suggereix un paper protector dels “abzims” en condicions fisiològiques.

No obstant això, la majoria de la majoria dels estudis realitzats en humans ho demostren La prevalença dels “abzims” augmenta en les condicions patològiques i, en particular, durant les malalties autoimmunes. Els primers “abzies” descrits en humans han estat aïllats en pacients asmàtics i es van treure el pèptid intestinal vasoctive (VIP). Des de llavors, els anticossos proteolítics contra la tiroglobulina i la protrombina s’han descrit respectivament en pacients amb tiroide o mieloma múltiple. Hem destacat la presència d’anticossos hidrolitzants Factor VIII (FVIII) en alguns pacients hemofílics ha desenvolupat anticossos anti-FVIII que inhibeixen l’administració de FVIII per corregir el dèficit en FVIII. Els anticossos d’ADN i d’ARN hidrolitzant han estat aïllats del sèrum de pacients amb diferents malalties autoimmunes sistèmiques: lupus eritematós disseminat, esclerodèrmia, artritis reumatoide o esclerosi múltiple. Generalment és difícil determinar si els “abzies” detectats en pacients tenen un paper en l’etiologia de la malaltia, i si la seva aparença resulta de la malaltia o és l’origen de les manifestacions clíniques. No obstant això, en el cas de pacients hemofílics amb inhibidors d’anticossos anti-FVIII, la hidròlisi del FVIII per anticossos proteolítics podria participar directament en la inactivació del FVIII i contribuir a agreujar el dèficit de l’hemostàsia.

activitat bactericida d’anticossos

p. Wentworth et al. Recentment va demostrar que tots els anticossos estan equipats a l’activitat bactericida. Els anticossos són inherentment capaços de promoure la producció de peròxid d’hidrogen i ozó. Aquesta propietat s’emmagatzema entre els anticossos de diferents espècies, és independent de la seva especificitat antigènica o la seva composició en cadenes pesades i lleugeres, però és compartida per altres molècules com l’ovalbumina de pollastre i β-galactosidasa. En el cas dels anticossos, l’obra suggereix un paper preponderant de les residus TRP Trp Buried Trp a la molècula en el procés d’oxidació de l’aigua, i en particular la participació de residus TRP-36 i TRP-47 que es conserven en més del 99% de anticossos. Com a tal, l’activitat d’oxidació d’aigua d’anticòs no els assimila a “abzims” en la mesura que aquesta activitat no depèn de la naturalesa dels gens que codifiqui les regions variables de l’anticòs i no s’associa amb una especificitat particular de la anticossos per a un substrat / antigen determinat. Aquesta observació, però, dóna suport a la hipòtesi d’un paper protector intrínsec dels anticossos en condicions fisiològiques, el paper independent de la seva capacitat per neutralitzar els antígens estrangers, facilitar la seva endocitosi per les cèl·lules presentadores d’antigen i per permetre la seva eliminació. No obstant això, la producció d’H2O2 que l’ANTI-GPIII IGGS (glicoproteïna de plaquetes equivalent de la cadena integrina de les integrines i que s’associa amb el GPIIB per formar un complex essencial per a l’activació de plaquetes), que es produeix durant el curs de la infecció pel VIH ha estat incriminat En la inducció d’aquests anticossos de trombocitopènia.

Conclusions

Es poden distingir dues categories d’anticossos catalítics (figura 3) (→). (1) Els “abzies induïts” només apareixen després de la immunització activa mitjançant mims moleculars: la immunització per esdeveniments anàlegs d’estats de transició o per estructures complementàries de llocs d’enzims actius (regions variables AB1) dibuixaria, dins del directori d’anticossos disponibles, reactivitats que poden adquirir Activitat catalítica durant el procés de maduració de l’afinitat.(2) Els “abzies naturals”, en canvi, són produïts pel sistema immunitari constitutiu en condicions fisiològiques: el potencial catalític dels anticossos s’introduirà en el directori dels gens codificació de les seves regions variables i es podria heretar de Mecanismes primitius de defensa de l’organització contra patògens. La producció de “abzmes” augmenta en el cas dels desequilibris del sistema immunitari, durant l’embaràs o trastorns auto-immunes, per exemple. La freqüència de clons catalítics també s’incrementa en ratolins NZB / W, MRLPR / LPR o SJL / J, que són models experimentals convencionals de malalties autoimmunes. No obstant això, l’aparició de manifestacions autoimmunes semblants al lupus en ratolins MRL-LPR / LP s’associa a una falla del carril d’inducció de l’apoptosi dependent de FAS i la persistència de la perifèria de limfòcits auto-valuosos per a l’organització. Aquestes observacions suggereixen que B limfòcits que expressen anticossos catalítics “naturals” estan subjectes a una forta regulació negativa en condicions fisiològiques.

(→) m / s 1995, n ° 11, pàg. 1566

Miniatura Figura 3. p> Directori d’anticossos potencialment produïts pel cos. El directori està determinat pel nombre de gens VH, DH, JH, VL i JL que codifiquen les regions variables (V) immunoglobulines i mitjançant la diversitat de cruïlles (J) que es produeix durant la reordenació somàtica. Aquest directori potencial inclou anticossos els llocs d’enquadernació antigen poden reconèixer tots els antígens estrangers o autòlegs (anticossos naturals), o poden mirar estructuralment el lloc de l’enzim actiu i posseir activitat catalítica (anticossos catalítics naturals).. En condicions fisiològiques, els clons de cèl·lules B que produeixen anticossos d’activitat catalítica naturalment estan sotmesos a la regulació de l’apoptosi negativa. Els anticossos catalítics només s’expressen després d’una immunització activa mitjançant haptens de transició, o si els mecanismes de regulació fisiològica es molesten, durant l’embaràs o les malalties autoimmunes, per exemple. P.>

Referències

  1. Köhler g, MILSTEIN C. Cultura contínua de cèl·lules fusionades amb anticòs d’especificitat predefinida. Natura 1975; 256: 495-7.
  2. Tramontano A, Janda KD, Lerner Ra. Anticossos catalítics. Ciència 1986; 234: 1566.
  3. POLLACK SJ, JACOBS JW, SCHULTZ PG. Catàlisi selectiva química per un anticòs. Ciència 1986; 234: 1570.
  4. wirsching p, ashley ja, lo chl, et al. Immunització reactiva. Ciència 1995; 270: 1775-8.
  5. Wentworth P, Liu YQ, Wentworth AD, et al. Una estratègia Hapten d’esquer i interruptor genera anticossos catalítics per a la hidròlisi del fosfodièster. Proc Natl Acad Sci USA 1998; 95: 5971-5.
  6. flanagan me, jacobsen jr, dolç e, schultz pg. Reacció retroaldol catalitzada per anticossos. J am Chem Soc 1996; 118: 6078-9.
  7. Hasserodt J. Síntesi orgànica recolzada per Antibody Catalytis. Syntest 1999; 12: 2007-22. 522 m / s n ° 5, vol. 19, maig de 2003
  8. Hilvert D. Anàlisi crítica de la catàlisi d’anticossos. Rev Biochem 2000 anualment; 69: 751.
  9. jerne nk. Cap a una teoria de la xarxa del sistema immunitari. Ann Immunol (París) 1974; 125c: 373-89.
  10. Izadyar l, friboulet a, remy mh, et al. Antibossos antiidiotípics monoclonals com a imatges internes funcionals d’enzims actius: producció d’anticossos catalítics amb activitat de cholinesterasa. Proc Natl Acad Sci USA 1993; 90: 8876-80.
  11. Avalle B, Thomas D, Friboulet A. Mimetisme funcional: eliciària d’un anticòs anti-idiotípic monoclonal betalactams. Faseb j 1998; 12: 1055-60.
  12. pilet d, paó m, vorobiev II, et al. Xarxa idiotípica Mimicry i catàlisi d’anticossos: lliçons per a l’elicionament d’anti-idiotípics eficients anticossos proteasos. I Immunol Meth 2003; 269: 5-12.
  13. Friboulet A, Avalle B, Debat H, Thomas D. Possible paper dels anticossos catalítics en metabolisme. Immunol avui en dia 1999; 20: 474-5.
  14. kit yy, semblenov dv, nevinsky ga. Fosforilació de les diferents proteïnes de la llet humana per la immunoglobulina Secretària catalítica humana A. Biochem Mol Biol Int 1996; 39: 521-7.
  15. kanyshkova tg, semenov dv, khlimankov, et al. Activitat ADN-hidrolitzant de la cadena de llum d’anticossos IgG de la llet de mares humanes saludables. Febs Lett 1997; 416: 23-6.
  16. paul s, volle dj, platja cm, et al. Hidròlisi catalítica del pèptid intestinal vasoactiu per autoantibody humà. Ciència 1989; 244: 1158-62.
  17. l, paul s, tyutyulkova s, et al. Activitat catalítica d’anticossos anti-tiroglobulina. I Immunol 1995; 154: 3328-32.
  18. tiagarajan p, dannenbing r, Matssura k, et al.Cadena de llum d’anticòs monoclonal amb activitat protrombinasa. Bioquímica 2000; 39: 6459-65.
  19. Lacroix-desmazes S, Moreau A, Soorornanarayana S, et al. Activitat catalítica d’anticossos contra el factor VIII en pacients amb hemofília A. Nat Med 1999; 5: 1044-7.
  20. Shuster am, Gololobov GV, Kvashuk Oa, et al. ADN hidrolitzant autoantibodies. Ciència 1992; 256: 665-7.
  21. Vlassov A, Florentz C, Helm M, et al. Caracterització i selectivitat dels anticossos catalítics del sèrum humà amb activitat RNASE. Àcids nucleics Res 1998; 26: 5243-50.
  22. Baranovskii ag, Ershova na, Buna Vn, et al. Heterogeneïtat catalítica dels anticossos policlons de l’ADN hidrolitzant de les sera de pacients amb esclerosi múltiple. Immunol LLET 2001; 76: 163-7.
  23. Lacroix-desmazes s, Bayry J, Misra N, et al. La prevalença d’anticossos proteolítics contra el factor VIII a Hemofília A. N Engl J Med 2002; 346: 662-7.
  24. Wentworth JP, McDunn Je, Wentworth AD, et al. Evidències de formació d’ozó antibodiats en matança i inflamació bacteriana. Ciència 2002; 298: 2195-9.
  25. wentworth a, jones l, Wentworth p, et al. Els anticossos tenen la capacitat intrínseca per destruir els antígens. Proc Natl Acad Sci USA 2000; 97: 10930-5.
  26. nardi m, tomlinson s, greco ma, karpatkin S. Complement independent de l’anticòs induïda peróxids de les plaquetes del VIH-1- relacionada trombocitopènia immune. Cel·la 2001; 106: 551-61.
  27. tawfik ds, chap r, verd bs, et al. Inesperadament elevat octubre d’anticossos catalítics en ratolins MLR / LPR i SLJ immunitzat amb un analògic de transició-estat: hi ha un vincle a l’autoimmunitat. Proc Natl Acad Sci USA 1995; 92: 2145-9.
  28. thomas nr. Disseny de Hapten per a la generació d’anticossos catalítics. APPL BIOCHEM BIOTECHNOL 1994; 47: 345-72.

© 2003 Médecine / Sciences – Inserm / SRMS

Liste des figures

Miniatura Figura 1.

Hydrolyse de la connexió Ester PAR des Anticorps Produits Après Immunització à L’Aide d’un Haptenne Analogue de l’ètica de transició de la Réaction (d’Après).

dans le texte
Miniatura Figura 2.

Producció d ‘” abzmes “par de manipulació du Réseau idiotypique. Un organisme est Immunisé à l’Aide d’un l’enzim. Les Anticorps Monoclonaux Produits (AB1) Qui neutralisent L’Activité Enzimatique Sont Utilisés pour induir des anticorps anti-idiotípics (AB2). CERTEINS AB2, Appelés Anticorps Catalytiques Ou “Abzymes”, Présentent Un lloc de connexió a l’antigène Qui Ressemble Structurellement Au Actif de l’enzime et Sont Dotés d’Activité Enzimatique.

dans le texte
Miniatura Figura 3.

Répertista des anticorps Productes de potentiLement Parar l’Organisme. Le Répertoire est Déterminé par Le Nombre des Gènes VH, DH, JH, VL ET JL Qui Codent Pour Les Régions Variables (V) des Immunoglobulines et par la Diversité Jonciónnelle (J) Qui Supervent Au Cours du Rearangement Somatique. CE Répertoire Potentiel Comprend des Anticorps Dont Les Llocs de connexió a l’antigène Peuvent Reconnaître l’Ensemble des Antigènes Étrangers Ou Autòlegs (Anticorps Naturels), Ou Peuvent Ressembbler Structurellement Au Site Actif d’Enzymes et Posséder Une Activité Catalytique (Anticorps catalytiques naturels) . Dans les Condicions Fisiologiques, Les Clones de limfòcits B Produisant des Anticorps Naturellement Dotés d’Activité Catalytique Sont Soumis à UNE Règulació Négulation Parp apoptose. Les Anticorps catalytiques ne Son Exprimés Qu’Après Immunització activa à L’Aide d’Haptènes Analogues d’États de Transició, OU SI les Mécanismes Fisiologiques de Règulació Son Perturbés, Lors de Grossesses Ou de Maladies Auto-Immunes Parell Exemple.

dans le texte

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *