נוגדן קטליטי
פעולות נוספות
נוגדנים קטליטיים הם נוגדנים בעלי פעילות קטליטית הקרויים גם Abzyme, [1] מהצירוף של המילים Antibody – נוגדן ו-Enzyme – אנזים. נוגדנים אלו נוצרים משכפול מולקולות המעוצבות בצורה מלאכותית המסוגלות לרכוש יכולות קטליטיות חדשות, נקראות סנזימים (אנ') (אנזימים סינתטיים). נוגדנים קטליטיים לרוב הם מבנים מלאכותיים, אך מצויים גם בבני אדם בריאים: נוגדן עצמוני הפועל על פפטיד המונע שינוי קוטר כלי הדם במעי, ובחולים הסובלים ממחלה אוטואימונית מסוג זאבת. נוגדנים קטליטיים יכולים לשמש ככלי פוטנציאלי בביוטכנולוגיה. הם מסוגלים לבצע פעילויות ביוכימיות ספציפיות במבנה ה-DNA. אנזימים מזרזים תגובה כימית על ידי שינוי המנגנון של אותה תגובה, כך שאנרגיית השפעול תהיה נמוכה יותר, וכך התגובה תוכל לצאת לפועל בטמפרטורות נמוכות יותר. בכל תגובה כימית נוצר מצב ביניים בין המגיב לתוצר. בתגובה אנזימטית האנרגיה הדרושה להפוך את המגיב למצב הביניים נמוכה יותר. נוגדן קטליטי הוא נוגדן המשרה שינוי מבני של המגיב כאשר האחרון יוצר קשר עם הנוגדן. שינוי זה מייצב את מצב הביניים, ובכך מזרז את התגובה. אם פותח נוגדן כדי להיקשר למולקולה הדומה מבחינה מבנית ואלקטרונית למצב המעבר של תגובה כימית נתונה, הנוגדן המפותח יקשור וייצב את מצב המעבר, ממש כמו אנזים טבעי, ויוריד את אנרגיית ההפעלה של התגובה, ובכך יזרז את התגובה. על ידי העלאת נוגדן שייקשר לאנלוג יציב של מצב מעבר, נוצר סוג חדש וייחודי של אנזים.
בשלב זה, כל הנוגדנים הקטליטיים שנוצרו הציגו רק פעילות קטליטית קטנה וחלשה. הסיבות לפעילות קטליטית נמוכה של מולקולות אלו נדונו בהרחבה. האפשרויות מצביעות על כך שגורמים למעבר לאתר הקישור עשויים למלא תפקיד חשוב, במיוחד באמצעות דינמיקה של חלבון.[2] כמה נוגדנים קטליטיים הונדסו כך שיעשה שימוש ביוני מתכת ובקו -פקטורים אחרים כדי לשפר את הפעילות הקטליטית שלהם.[3] [4]
ההיסטוריה של פיתוח הנוגדנים הקטליטיים עריכה
האפשרות לזרז תגובה באמצעות נוגדן הקושר את מצב המעבר הוצעה לראשונה על ידי הביוכימאי האמריקאי וויליאם ג'נקס (אנ') ב-1969. [5] בשנת 1994 קיבלו הכימאים האמריקאים פיטר ג' שולץ (אנ') וריצ'רד א. לרנר (אנ') את פרס וולף היוקרתי בכימיה על פיתוח נוגדנים קטליטיים לתגובות רבות והפיכת מחקרם לתחום משנה משמעותי של האנזימולוגיה. [6]
נפיצות של נוגדנים קטליטיים טבעיים עריכה
חלב אם בריא עריכה
קיים מגוון רחב של אבזימים בחלב אם אנושי בריא עם פעילות DNAse, RNAse ופרוטאזות.[7]
טיפול בנגיף ה-HIV עריכה
חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת טקסס באוסטיןן פרסמו כי הצליחו ליצר נוגדנים קטליטיים שמפרקים את האזור העל-אנטיגן של אתר הקישור gp120 CD4 [8] .[9] [10] זהו החלק האחד של הציפוי החיצוני של נגיף ה- HIV שאינו משתנה, מכיוון שהוא נקודת ההתקשרות ללימפוציטים T, תא המפתח בחסינות מתווכת תאים. לאחר הדבקה ב-HIV, חולים מייצרים נוגדנים לחלקים הניתנים יותר לשינוי של מעטפת הנגיף. הנוגדנים אינם יעילים בגלל יכולתו של הנגיף לשנות את המעטפת במהירות. מכיוון שהחלבון gp120 CD4 [11] נחוץ ל-HIV כדי להיצמד, הוא אינו משתנה בזנים השונים ומהווה נקודת פגיעות על פני כל הטווח של אוכלוסיית הוואריאנטים של נגיף ה-HIV. הנוגדן הקטליטי הורס את האתר והופך את הנגיף לאינרטי ואז הוא יכול לתקוף נגיפי HIV אחרים. באופן זה, מולקולת נוגדן אחת יכולה להרוס אלפי נגיפי HIV. [12]
ראו גם עריכה
הערות שוליים עריכה
- ^ Enzyme Antibody – an overview, ScienceDirect
- ^ שגיאת לואה ביחידה יחידה:Citation/CS1/Configuration בשורה 1739<includeonly></includeonly>: attempt to index field '?' (a nil value).
- ^ שגיאת לואה ביחידה יחידה:Citation/CS1/Configuration בשורה 1739<includeonly></includeonly>: attempt to index field '?' (a nil value).
- ^ שגיאת לואה ביחידה יחידה:Citation/CS1/Configuration בשורה 1739<includeonly></includeonly>: attempt to index field '?' (a nil value).
- ^ שגיאת לואה ביחידה יחידה:Citation/CS1/Configuration בשורה 1739<includeonly></includeonly>: attempt to index field '?' (a nil value).
- ^ שגיאת לואה ביחידה יחידה:Citation/CS1/Configuration בשורה 1739<includeonly></includeonly>: attempt to index field '?' (a nil value).
- ^ Barrera, G. J., Portillo, R., Mijares, A., Rocafull, M. A., del Castillo, J. R., & Thomas, L. E. (2009). Immunoglobulin A with protease activity secreted in human milk activates PAR-2 receptors, of intestinal epithelial cells HT-29, and promotes beta-defensin-2 expression. Immunology letters, 123(1), 52-59.
- ^ Andrey Galkin, Yajing Chen, Javier Guenaga, Sijy O’Dell, Roderico Acevedo, James J Steinhardt, Yimeng Wang, Richard Wilson, Chi-I Chiang, Nicole Doria-Rose, Alexander V Grishaev, John R Mascola, Yuxing Li, HIV-1 gp120–CD4-Induced Antibody Complex Elicits CD4 Binding Site–Specific Antibody Response in Mice, The Journal of Immunology 204, 2020-03-01, עמ' 1543–1561 doi: 10.4049/jimmunol.1901051
- ^ Stephanie Planque, Yasuhiro Nishiyama, Hiroaki Taguchi, Maria Salas, Carl Hanson, Sudhir Paul, Catalytic antibodies to HIV: Physiological role and potential clinical utility, Autoimmunity Reviews 7, 2008-06, עמ' 473–479 doi: 10.1016/j.autrev.2008.04.002
- ^ {{{מחבר}}}, Chemist wins Spinoza prize, Materials Today 7, 2004-09, עמ' 52 doi: 10.1016/s1369-7021(04)00411-0
- ^ D J Capon, R H R Ward, The CD4-gpl20 Interaction and Aids Pathogenesis, Annual Review of Immunology 9, 1991-04, עמ' 649–678 doi: 10.1146/annurev.iy.09.040191.003245
- ^ Barton F. Haynes, S. Munir Alam, HIV-1 Hides an Achilles' Heel in Virion Lipids, Immunity 28, 2008-01, עמ' 10–12 doi: 10.1016/j.immuni.2007.12.005