Antibodi, juga disebut imunoglobulin, adalah glikoprotein berbentuk Y yang diproduksi oleh sel B yang mengenali dan menetralkan patogen. Antibodi adalah molekul efektor dari imunitas humoral, mengikat dengan spesifisitas tinggi terhadap antigen melalui daerah variabelnya.

Struktur Dasar

Semua imunoglobulin berbagi kerangka struktural umum yang terdiri dari empat rantai polipeptida: dua rantai berat identik dan dua rantai ringan identik, disatukan oleh ikatan disulfida dan interaksi non-kovalen. Setiap rantai melipat menjadi domain globular yang disebut domain imunoglobulin, yang terdiri dari sekitar 110 asam amino yang tersusun dalam sandwich dua lembar beta yang distabilkan oleh ikatan disulfida yang dikonservasi, contoh klasik dari struktur protein.

Monomer berbentuk Y memiliki beberapa daerah. Fragmen Fab mengandung situs pengikatan antigen, dengan masing-masing lengan Y membentuk satu situs pengikatan. Fragmen Fc memediasi fungsi efektor termasuk aktivasi komplemen dan pengikatan reseptor. Daerah engsel memberikan fleksibilitas antara daerah Fab dan Fc, memungkinkan dua situs pengikatan antigen bergerak secara independen.

Daerah Variabel dan Konstan

Daerah N-terminal dari rantai berat dan ringan sangat bervariasi antara molekul antibodi yang berbeda, membentuk daerah variabel yang menentukan spesifisitas antigen. Di dalam daerah variabel, tiga putaran hipervariabel yang disebut daerah penentu komplementaritas menciptakan permukaan pengikatan antigen. Keragaman sekuens CDR, yang dihasilkan oleh rekombinasi VDJ dan hipermutasi somatik, memungkinkan sistem imun mengenali berbagai macam antigen potensial.

Daerah C-terminal konstan dalam setiap kelas antibodi. Rantai ringan memiliki satu domain konstan, sementara rantai berat memiliki tiga atau empat domain konstan tergantung pada isotipe. Daerah konstan menentukan kelas antibodi dan fungsi efektornya.

Kelas Imunoglobulin

Mamalia memiliki lima kelas imunoglobulin. IgG adalah yang paling melimpah dalam serum, dengan empat subkelas pada manusia. IgG melintasi plasenta, memberikan imunitas pasif kepada janin, dan merupakan antibodi utama yang diproduksi selama respons imun sekunder. IgM adalah antibodi pertama yang diproduksi selama respons imun dan ada sebagai pentamer dari lima unit berbentuk Y. Ukurannya yang besar membuatnya terutama berada di aliran darah, dan sangat efektif dalam mengaktifkan komplemen. IgA adalah antibodi utama dalam sekresi mukosa, melindungi saluran pernapasan, pencernaan, dan reproduksi. IgA ada sebagai dimer dengan rantai J. IgE berikatan dengan sel mast dan basofil serta memediasi respons alergi dan pertahanan terhadap parasit. IgD ditemukan terutama di permukaan sel B naif, berfungsi sebagai reseptor antigen.

Pengikatan Antigen

Pengikatan antigen terjadi melalui komplementaritas konformasi dan kimia antara putaran CDR dan epitop antigenik. Interaksi melibatkan ikatan hidrogen, interaksi ionik, gaya van der Waals, dan interaksi hidrofobik. Tidak seperti interaksi enzim-substrat, pengikatan antibodi-antigen biasanya non-kovalen dan reversibel. Afinitas pengikatan digambarkan oleh konstanta disosiasi, dengan antibodi afinitas tinggi memiliki nilai Kd dalam kisaran nanomolar hingga pikomolar.

Fungsi Efektor

Daerah Fc memediasi beberapa fungsi efektor setelah pengikatan antigen. Sitotoksisitas seluler yang bergantung pada antibodi terjadi ketika reseptor Fc pada sel pembunuh alami mengenali IgG yang terikat pada sel target, memicu pelepasan granulositotoksik. Aktivasi komplemen dimulai ketika IgM atau IgG mengikat antigen, mengekspos situs pengikatan untuk C1q dan memulai kaskade komplemen klasik. Opsonisasi melibatkan pelapisan patogen dengan IgG, meningkatkan fagositosis oleh makrofag dan neutrofil yang mengekspresikan reseptor Fc gamma. Dalam imunitas mukosa, reseptor imunoglobulin polimerik mengangkut IgA melintasi sel epitel ke dalam sekresi.

Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi identik yang diproduksi oleh satu klon sel B. Antibodi ini diproduksi oleh teknologi hibridoma, menggabungkan sel B penghasil antibodi dengan sel mieloma abadi. Antibodi monoklonal telah merevolusi diagnostik (termasuk ELISA) dan terapi. Antibodi monoklonal terapeutik mengobati kanker dengan memblokir reseptor faktor pertumbuhan, seperti trastuzumab yang menargetkan HER2, atau dengan merekrut sel imun melalui sitotoksisitas seluler yang bergantung pada antibodi. Antibodi terapeutik lain memblokir sitokin inflamasi pada penyakit autoimun, seperti adalimumab yang menargetkan faktor nekrosis tumor.