Imunokimia adalah studi tentang zat-zat kimia dan proses-proses yang terlibat dalam fungsi sistem imun. Sistem imun bertugas membedakan antara “diri sendiri” (self) dan “asing” (non-self) untuk mempertahankan integritas tubuh.

A. Komponen Kimia Utama

• Antigen: Molekul (biasanya protein atau polisakarida) yang dikenali sebagai “asing” oleh sistem imun dan memicu respons imun. Bagian spesifik antigen yang dikenali disebut epitop.
• Antibodi (Imunoglobulin): Protein pertahanan yang diproduksi oleh sel B plasma. Peran biokimianya adalah untuk berikatan secara sangat spesifik dengan antigen.

B. Struktur dan Fungsi Antibodi

Antibodi adalah protein besar berbentuk Y (IgG, $\text{IgM}$, $\text{IgA}$, $\text{IgD}$, $\text{IgE}$) yang terdiri dari empat rantai polipeptida: dua rantai berat (Heavy chains) dan dua rantai ringan (Light chains), dihubungkan oleh ikatan disulfida.

Shutterstock

1. Bagian Fab (Fragment antigen-binding): Dua ujung lengan Y. Bagian ini memiliki daerah variabel yang sangat spesifik dan bertanggung jawab untuk mengenali dan mengikat epitop antigen. Inilah yang memungkinkan antibodi mengunci target secara tepat.
2. Bagian Fc (Fragment crystallizable): Tangkai Y. Bagian ini dikenali oleh sel-sel efektor imun (seperti makrofag) dan berfungsi memicu pembersihan patogen.

C. Afinitas dan Spesifisitas

• Spesifisitas: Kemampuan antibodi untuk membedakan antara dua epitop yang sangat mirip. Ini didasarkan pada bentuk 3D situs pengikatan pada Fab dan epitop.
• Afinitas: Kekuatan ikatan antara situs pengikatan antibodi tunggal dan epitop tunggal. Ikatan ini didasarkan pada gaya non-kovalen (ikatan hidrogen, gaya van der Waals, ikatan ionik, interaksi hidrofobik).

---

2. Kaskade Biokimia dalam Respon Imun

A. Kompleks Histokompatibilitas Utama (MHC)

MHC (disebut HLA pada manusia) adalah protein membran yang berperan sebagai “tangan” sel untuk menampilkan fragmen protein (peptida) kepada sel T.

• MHC Kelas I: Ditemukan di hampir semua sel berinti. Menyajikan fragmen peptida dari protein yang disintesis di dalam sel (misalnya, virus intraseluler). Berinteraksi dengan sel T sitotoksik ($\text{CD8}^+$).
• MHC Kelas II: Hanya ditemukan pada sel penyaji antigen (APC) seperti makrofag dan sel dendritik. Menyajikan fragmen peptida dari protein yang difagositosis (diambil dari luar). Berinteraksi dengan sel T penolong ($\text{CD4}^+$).

B. Aktivasi dan Pensinyalan Sel T

Ketika sel T mengenali kompleks MHC-peptida yang asing, terjadi aktivasi biokimia melalui reseptor sel T (TCR).

1. Fosforilasi: Pengikatan TCR memicu serangkaian fosforilasi intensif (penambahan gugus fosfat pada protein) yang melibatkan enzim kinase (seperti Lck dan ZAP-70).
2. Jalur Second Messenger: Kaskade fosforilasi mengaktifkan jalur seperti jalur $\text{MAPK}$ atau memicu peningkatan ion $\text{Ca}^{2+}$ intraseluler, yang bertindak sebagai second messenger.
3. Transkripsi Gen: Perubahan kimia ini akhirnya mengarah pada nukleus, mengaktifkan faktor transkripsi yang memicu sel T untuk memproduksi protein tertentu, terutama sitokin.

C. Sitokin

• Sitokin adalah protein sinyal kecil (seperti hormon) yang diproduksi oleh sel imun.
• Fungsi biokimianya adalah sebagai regulator komunikasi antar sel (misalnya, interferon, interleukin). Sitokin bekerja dengan mengikat reseptor pada sel target, memicu kaskade sinyal yang sering menggunakan jalur $\text{JAK-STAT}$ untuk mengaktifkan ekspresi gen.

---

3. Sistem Komplemen

Sistem komplemen adalah kaskade sekitar 30 protein plasma (kebanyakan zimogen, prekursor enzim tidak aktif) yang bekerja untuk membersihkan patogen.

• Aktivasi Kaskade: Aktivasi dimulai (misalnya, oleh ikatan antibodi) dan memicu proteolisis berurutan protein komplemen (C1 $\to$ C2 $\to$ C3, dst.).
• Hasil Akhir: Puncaknya adalah pembentukan Kompleks Serangan Membran (MAC), suatu struktur protein yang menyisipkan dirinya ke membran patogen, menciptakan pori-pori yang menyebabkan lisis (pecahnya) sel target. Ini adalah contoh kuat bagaimana protein dapat bekerja bersama secara biokimia untuk menghasilkan efek fisik.

---

Pembahasan ini menyoroti bagaimana struktur protein, pensinyalan sel (kinetik enzim dan fosforilasi), dan interaksi molekuler (afinitas ikatan) yang telah kita bahas berperan penting dalam pertahanan tubuh.

Sebagai penutup rangkaian Biokimia, topik selanjutnya yang paling tepat adalah Patobiokimia, untuk melihat bagaimana gangguan pada jalur-jalur yang telah kita pelajari menyebabkan penyakit.