Abzyme

Un abzima ^{[ 1 ]} (de anticuerpo y enzima ), también llamado catmab (de anticuerpo monoclonal catalítico ), ^{[ 2 ]} y más comúnmente llamado anticuerpo catalítico o a veces catab , ^{[ 3 ]} es un anticuerpo monoclonal con actividad catalítica . Los abzimas generalmente se obtienen en animales de laboratorio inmunizados contra haptenos sintéticos , pero algunos abzimas naturales se pueden encontrar en humanos sanos ( autoanticuerpos antipéptido intestinal vasoactivo ) y en pacientes con enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso sistémico , donde pueden unirse al ADN e hidrolizarlo . ^{[ 1 ]} Hasta la fecha, los abzimas muestran solo una actividad catalítica débil y modesta y no han demostrado ser de utilidad práctica. ^{[ 4 ]} Sin embargo, son objeto de considerable interés académico. Su estudio ha proporcionado información importante sobre los mecanismos de reacción, la estructura y función enzimática, la catálisis y el propio sistema inmunitario. ^{[ 4 ]}

Las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación del estado de transición de una reacción química, lo que permite la formación de un intermediario molecular menos favorable entre los reactivos y los productos. Si se desarrolla un anticuerpo que se una a una molécula estructural y electrónicamente similar al estado de transición de una reacción química determinada, dicho anticuerpo se unirá y estabilizará el estado de transición, al igual que una enzima natural, disminuyendo la energía de activación de la reacción y, por lo tanto, catalizándola. Al generar un anticuerpo que se una a un análogo estable del estado de transición , se produce un nuevo y singular tipo de enzima.

Hasta ahora, todos los anticuerpos catalíticos producidos han mostrado una actividad catalítica modesta y débil. Las razones de la baja actividad catalítica de estas moléculas se han discutido ampliamente. Las posibilidades indican que factores más allá del sitio de unión pueden desempeñar un papel importante, en particular a través de la dinámica de la proteína. ^{[ 5 ]} Algunas abzimas se han diseñado para utilizar iones metálicos y otros cofactores para mejorar su actividad catalítica. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

La posibilidad de catalizar una reacción mediante un anticuerpo que se une al estado de transición fue sugerida por primera vez por William P. Jencks en 1969. ^{[ 8 ]} En 1994, Peter G. Schultz y Richard A. Lerner recibieron el prestigioso Premio Wolf de Química por desarrollar anticuerpos catalíticos para numerosas reacciones y popularizar su estudio en un importante subcampo de la enzimología. ^{[ 9 ]}

En la leche materna humana sana hay una amplia gama de abzimas con actividad ADNasa, ARNasa y proteasa. ^{[ 4 ]}

En un número de junio de 2008 de la revista Autoimmunity Review, ^{[ 10 ] [ 11 ]} los investigadores S. Planque, Sudhir Paul, Ph.D., y Yasuhiro Nishiyama, Ph.D. de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas en Houston anunciaron que habían diseñado una abzima que degrada la región superantigénica del sitio de unión a CD4 de la gp120 . Esta es la única parte de la envoltura externa del virus del VIH que no cambia, porque es el punto de unión a los linfocitos T , la célula clave en la inmunidad mediada por células . Una vez infectados por el VIH, los pacientes producen anticuerpos contra las partes más variables de la envoltura viral. Los anticuerpos son ineficaces debido a la capacidad del virus para cambiar sus envolturas rápidamente. Dado que esta proteína gp120 es necesaria para que el VIH se adhiera, no cambia entre las diferentes cepas y es un punto de vulnerabilidad en toda la gama de la población de variantes del VIH.

La abzima no solo se une al sitio de unión, sino que lo destruye catalíticamente, inactivando el virus, y luego puede atacar a otros virus del VIH. Una sola molécula de abzima puede destruir miles de virus del VIH.