Características estruturais da molécula
Todas as proteínas consideradas possuem uma estrutura de domínios acentuada. A molécula de anticorpo mais simples consiste em quatro cadeias polipeptídicas, unidas por inúmeras interações não covalentes e quatro ligações dissulfeto:
- Cadeias leves (L): duas estruturas idênticas, cada uma com cerca de 220 aminoácidos de comprimento.
- Cadeias pesadas (H): duas estruturas idênticas, com comprimento de 440 a 700 aminoácidos.
Cada domínio de imunoglobulina representa uma superestrutura em folha $\beta$, que é adicionalmente estabilizada por uma ponte dissulfeto. Nas cadeias leves, distinguem-se dois domínios: o variável ($V_L$) na extremidade N e o constante ($C_L$) na extremidade C. As cadeias pesadas geralmente contêm um domínio variável ($V_H$) e três ou quatro domínios constantes ($C_H$).
Para garantir a mobilidade da molécula entre os domínios $C_{H1}$ e $C_{H2}$, localiza-se a região dobradiça (hinge). Ela contém um grande número de resíduos do aminoácido prolina. Isso impede a formação de uma estrutura secundária rígida, evita a adesão de cadeias pesadas vizinhas e confere a todo o complexo a flexibilidade necessária.
Sítios de ligação ao antígeno e mecanismo de ação
Os anticorpos são uma espécie de linha de frente contra agentes estranhos. A capacidade de reconhecer o alvo está embutida nos sítios de ligação ao antígeno (centros ativos), que estão localizados nas extremidades N da molécula — entre os domínios variáveis $V_H$ e $V_L$.
Na formação do centro ativo, não participa toda a sequência proteica, mas apenas 20–30 aminoácidos localizados nas regiões hipervariáveis. Como a molécula básica possui duas dessas regiões idênticas, os anticorpos são chamados de bivalentes.
O processo de funcionamento ocorre em duas etapas:
- Reconhecimento e ligação. Ocorre na superfície do patógeno. A fixação do alvo no sítio de ligação ao antígeno causa alterações conformacionais nos domínios constantes.
- Iniciação da inativação. O destino posterior do complexo depende de qual classe o anticorpo pertence. Esta etapa aciona os mecanismos de destruição e remoção do antígeno.
Classes de imunoglobulinas
A classificação das imunoglobulinas baseia-se nas características estruturais dos domínios constantes de suas cadeias pesadas (distinguem-se os tipos $\alpha, \delta, \epsilon, \gamma, \mu$). É justamente a estrutura das cadeias pesadas e das regiões dobradiças que determina a conformação única de cada classe.
- IgG (imunoglobulinas G). Predominam no sangue (75%). Existem na forma de monômeros. São os principais anticorpos da resposta imune secundária. Elas ativam o sistema do complemento, ligam-se a receptores de macrófagos e induzem a fagocitose. Propriedade especial: é a única classe capaz de atravessar a barreira placentária para a proteção intrauterina do feto.
- IgM (imunoglobulinas M). Apresentam-se sob duas formas. A forma monomérica (possui uma cauda de 25 aminoácidos hidrofóbicos) incorpora-se à membrana dos linfócitos B como receptor. A forma secretora é um enorme pentâmero, unido por pontes dissulfeto e uma cadeia J. Possui 10 centros de ligação. É a primeira classe de anticorpos secretada na resposta imune primária; ativa eficientemente o complemento para destruir as membranas bacterianas.
- IgA (imunoglobulinas A). Principais anticorpos das secreções (saliva, leite, muco dos tratos respiratório e intestinal). São secretadas na forma de dímeros unidos por uma cadeia J. Elas não ativam o complemento e os macrófagos, mas ligam-se eficientemente aos micróbios, bloqueando sua adesão ao epitélio.
- IgE (imunoglobulinas E). Monômeros cuja cadeia pesada possui um domínio variável e quatro constantes. Com suas extremidades C, fixam-se aos receptores de mastócitos e basófilos. Ao ligar o antígeno, a célula recebe o sinal para liberar histamina e serotonina, o que leva à inflamação e alergias (urticária, febre do feno, asma).
- IgD (imunoglobulinas D). Monômeros presentes no soro em quantidades vestigiais. As cadeias pesadas contêm três domínios constantes. Servem como receptores na superfície dos linfócitos B; ao ligarem o antígeno, transmitem um sinal para o interior da célula, desencadeando a proliferação desse clone.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais tipos de cadeias pesadas correspondem a cada uma das cinco classes de imunoglobulinas (IgG, IgA, IgM, IgE, IgD)?
O tipo de cadeia pesada determina a classe (isotipo) da imunoglobulina:
- Imunoglobulina G (IgG) — cadeias $\gamma$ (gama);
- Imunoglobulina A (IgA) — cadeias $\alpha$ (alfa);
- Imunoglobulina M (IgM) — cadeias $\mu$ (mu);
- Imunoglobulina E (IgE) — cadeias $\epsilon$ (épsilon);
- Imunoglobulina D (IgD) — cadeias $\delta$ (delta).
Qual é a diferença estrutural entre a forma secretora da IgA e a forma sérica?
A IgA sérica existe predominantemente na forma de monômero. A IgA secretora (sIgA) existe na forma de dímero, no qual dois monômeros estão ligados entre si por meio de uma cadeia J adicional. Além disso, o dímero secretor contém um componente secretor associado (cadeia peptídica S), que protege a molécula contra a degradação enzimática.
Qual classe de imunoglobulinas é capaz de atravessar a placenta e por meio de qual receptor específico?
A única classe de imunoglobulinas capaz de atravessar a barreira placentária é a IgG. Não há informações nas fontes sobre o receptor específico através do qual esse transporte é realizado.
Em quais fragmentos a molécula de imunoglobulina G é clivada durante a hidrólise pela papaína e pepsina?
Durante a clivagem da imunoglobulina G pela pepsina, formam-se um único fragmento $F(ab')_2$ bivalente de ligação ao antígeno (duas partes Fab permanecem unidas por ligações dissulfeto) e um fragmento Fc’ encurtado. Não há informações nas fontes sobre os fragmentos formados durante a hidrólise pela papaína (observa-se apenas que a pepsina age "ao contrário da papaína").
Quais ligações não covalentes específicas participam da união das cadeias polipeptídicas das imunoglobulinas?
Existem inúmeras ligações não covalentes na molécula de anticorpo, no entanto, seus tipos específicos para a união das cadeias polipeptídicas não são especificados nas fontes.
Para memorizar as classes de imunoglobulinas, utilize a palavra em inglês GAMED: IgG, IgA, IgM, IgE, IgD.
Questões de aulas e exames
Por que a molécula de anticorpo é chamada de bivalente?
Porque sua estrutura monomérica mais simples contém dois sítios de ligação ao antígeno absolutamente idênticos, formados por domínios variáveis.
Qual classe de anticorpos garante a imunidade do recém-nascido?
A proteção intrauterina do feto é garantida por anticorpos da classe IgG. Devido às suas características estruturais, esta é a única classe de imunoglobulinas capaz de atravessar a barreira placentária.
Como a IgE participa no desenvolvimento da reação alérgica?
As moléculas de IgE fixam-se com suas extremidades C aos mastócitos e basófilos. Quando o antígeno-alergênico se une a elas, a célula sofre degranulação, liberando serotonina e histamina nos tecidos, o que causa os sintomas da alergia.
O que mais estudar sobre o tema
- Organização da superestrutura em folha $\beta$ dos domínios de imunoglobulinas
- Mecanismo de ativação do sistema do complemento pelo complexo antígeno-anticorpo
- Características estruturais da cadeia J em imunoglobulinas poliméricas (IgM e IgA)
- Transmissão de sinal intracelular a partir das formas receptoras de IgM e IgD
- O processo de fagocitose e destruição de imunocomplexos em fagossomos
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