Hay dos efectos que impulsan el fenómeno descrito aquí. Una es la conservación de los objetivos de unión antibióticos / antivirales sobre las especies y las cepas. El otro es la naturaleza de las interacciones de unión de molécula pequeña frente a molécula grande.
La mayoría de los antibióticos son de amplio espectro porque han sido seleccionados precisamente por su propiedad de unir objetivos moleculares bien conservados que difieren poco entre especies bacterianas. La penicilina es un buen ejemplo: se dirige a la enzima que reticula los filamentos de peptidoglucano en la pared celular bacteriana. Esta función está muy conservada sobre muchos phyla bacterianos, por lo que es un gran objetivo para el desarrollo de antibióticos de amplio espectro. Aunque estas enzimas varían en tamaño y forma, sus sitios activos -el pequeño bolsillo de la enzima donde se realiza la química- variarán poco, y una pequeña molécula que imita el sustrato de peptidoglucano se unirá a la mayoría de ellos.
Pero un anticuerpo probablemente no lo haría. Esto se debe principalmente a que la región de la molécula de anticuerpo que realmente está en contacto con su objetivo, el sitio de unión del antígeno, es mucho más grande que una molécula pequeña como la penicilina. Los sitios de unión a antígenos tienen típicamente un área de 500-800 Angstroms cuadrados [1] (un Angstrom es 1 mil millonésimo de un metro), mientras que el área de superficie relevante de un antibiótico es inferior a 100 Angstroms cuadrados [2].
Esta área de superficie más grande significa que el anticuerpo entra en contacto con su objetivo en muchos lugares. Si el objetivo es el “correcto”, su forma y distribución de cargas eléctricas complementarán el sitio de unión del anticuerpo de manera muy precisa, dando como resultado una interacción de unión muy fuerte. Las moléculas grandes como los anticuerpos generalmente se unen a sus objetivos aproximadamente mil veces más fuertemente que las moléculas pequeñas como los antibióticos. Para otras moléculas diana, las formas y las cargas no coincidirán, y de hecho darán como resultado la repulsión entre estas moléculas y el anticuerpo. Por lo tanto, los anticuerpos tienden a ser mucho más específicos en su unión que las moléculas pequeñas.
Incluso si el anticuerpo se dirige contra el mismo sitio de unión conservado en la enzima que el antibiótico, “tocará” mucho más de la enzima, incluidas las superficies menos conservadas, dando como resultado un debilitamiento de la unión entre ellas.
El área de superficie grande en los sitios de unión del anticuerpo significa que “ve” mucho más de sus dianas de unión que las moléculas pequeñas, y por lo tanto se unirá más estrechamente y más específicamente.
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Notas a pie de página
[1] http://www.pnas.org/content/93/1…
[2] ciprofloxacina | C17H18FN3O3 – PubChem
