Bindingsspecificiteten mellem antistof og antigen gør det muligt for vores immunsystem at bekæmpe infektioner med succes. Når virus eller bakterier invaderer kroppen, opsluges de af makrofager, som nedbryder dem og præsenterer deres epitoper for B-celle-lymfocytterne. Disse B-celler læser epitopen og danner antistoffer med et antigenbindingssted eller paratop, som specifikt genkender det invaderende patogen, binder sig til det og signalerer til resten af immunsystemet, at patogenet/antigenet skal destrueres. Denne antistofaffinitet til antigenet svarer til specificiteten af en nøgle i en lås.
Elektrostatisk interaktion i antistof-antigenkompleks
Antistofaffinitet er en kompliceret blanding af svage elektrostatiske interaktioner, herunder van der waals-kræfter, hydrofobiske interaktioner, ion-dipolaffinitet og hydrogenbinding. Kun nogle få aminosyrer er involveret i interaktionerne, og bindingsstedet er et område på kun få kvadratnanometer i størrelse. Det betyder, at antistoffets tertiære struktur er yderst vigtig. Hvis antistoffet udsættes for varme, vil det blive denatureret, og den unikke kemiske struktur af det antigenbindende sted vil blive ændret, hvilket vil ødelægge antistoffets affinitet. Det er derfor, at det er så vigtigt at opbevare antistoffer korrekt, når de anvendes til immunodiagnostik og immunterapi. Da affiniteten mellem antistof og antigen er styret af svage elektrostatiske interaktioner, er bindingsstedet desuden særlig følsomt over for ændringer i pH og ioniske forhold i opløsningsmidlet.
Når et antistofparatop nærmer sig et antigenepitop, overvindes proteinernes hydreringsenergier, og vandmolekyler udviskes fra stederne, når antigen-antistofkomplekset dannes. Som med enhver kemisk reaktion er antigen-antistofkomplekset reversibelt, og der vil blive etableret en ligevægt mellem frit antistof, frit antigen og antistof-antigenkomplekset.
Antistofaffinitet i immunodiagnostik
Antistofaffiniteten for antigen udnyttes ved immunodiagnostiske og immunterapeutiske teknikker. Vi kan diagnosticere sygdomme ved at identificere overflademarkører på celler eller ved at påvise tilstedeværelsen af antigener i serum. Traditionelle teknikker som f.eks. ELISA kræver en enzym-substratreaktion for at identificere dannelsen af antistof-antigenkomplekser. Nyere teknikker anvender kemiluminescens eller fluorescerende mærker, mens banebrydende teknologier anvender optiske principper til at udvikle mærkningsfrie diagnostiske strategier.
Fremtiden for disse mærkningsfrie diagnoser vil medføre lab-on-a-chip-designs, der vil presse på for at skabe kompakte teknologier til brug i fjerntliggende og ressourcesvage områder. Mikrofluidiske og fotoniske teknikker vil helt sikkert fremme denne platform i løbet af det kommende årti.