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抗体的基本结构

嘉峪检测网        2024-12-24 11:07

1、抗体的定义

 

抗体,指机体的免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白(Ig)。

 

 

抗体与抗原(包括外来的和自身的)相结合,从而有效地清除侵入机体内的微生物、寄生虫等异物,中和它们所释放的毒素或清除某些自身抗原,使机体保持正常平衡。

 

2、抗体的基本结构

 

抗体的基本结构是一个Y型的四肽链,由完全相同的两条重链 (Heavy chain,H链) 和相同的两条轻链 (Light chain,L链) 组成。

重链和轻链是根据他们分子量大小来命名的,其相对分子质量分别约为50-75kDa和25kDa。在结构上,重链和重链之间、重链和轻链之间以二硫键相连,结合成一个轻重链配对的对称分子。

 

根据重链的不同,可以将抗体分为不同的种类,例如哺乳动物Ig的重链有α、δ、ε、γ和μ 五种,相对应可以将哺乳动物Ig分为IgA、IgD、IgE、IgG和IgM五类。

 

人Ig属性表:

 

 

1)恒定区和可变区

 

通过对不同免疫球蛋白重链(H链)和轻链(L链)的氨基酸序列比较发现,其氨基端(N端)约110个氨基酸序列变化很大,称为可变区(variable region,V区),而羧基末端(C端)则相对稳定,变化很小,称为恒定区(constant region,C区)。

 

 

可变区和抗原识别有关,决定抗体识别的特异性。恒定区和抗体效应功能相关,同一类型抗体的恒定区组成上是相同的。

 

可变区中存在可以与抗原特结合的部位,即抗原结合位点。一个抗体有两个抗原结合位点,可以同时结合两个抗原分子。

 

在可变区中有三个区域的序列高度变化,成为高变区(HVR),又称为抗原互补决定区(CDR)。可变区主要通过其3个CDR区形成3个环状结构与抗原特异性结合。

 

 

 

可变区中非CDR部分称为骨架区(FR),其氨基酸组成和排列变化相对CDR较少。可变区中CDR与FR的组成方式为“FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4”。

 

 

①可变区(variable region,V区)

 

L链和H链的V区分别称为VL和VH。位于H链靠近N端的1/5或1/4和L链靠近N端的1/2区域。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环。

 

 

V区氨基酸的组成和排列决定抗体的抗原结合特异性。由于V区中氨基酸的种类和排列顺序在变化,故可形成多种具有不同结合抗原特异性的抗体。

 

②恒定区(constant region,C区)

 

L链和H链的C区分别称为CL和CH。位于H链靠近C端的3/4或4/5和L链靠近C端的1/2区域。每个C区中均有由链内二硫键连接形成的肽环。

 

这个区域氨基酸组成和排列在同一种属动物Ig中是相同的,L链和同一类H链中都比较恒定。

 

如人抗白喉外毒素的抗毒素IgG与人抗破伤风外毒素的抗毒素IgG,它们的V区不相同,只能与相应的抗原发生特异性的结合,但其C区的结构是相同的,即具有相同的抗原性,应用马抗人IgG第二抗体(或称抗抗体)均能与这两种抗不同外毒素的抗体(IgG)发生结合反应。这是制备第二抗体,应用荧光素、同位素、酶等标记抗体的重要基础。

 

 

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2)抗体的功能区

 

在抗体的每个区域内都各有一个链内二硫键,并以此维系折叠成一个个彼此类似的、致密的球形结构,它是抗体的基本结构单位,行使自己独特的免疫学功能,称其为“功能区”或“结构域”。

 

 

每一个Ig分子的H链与L链可通过链内二硫键折叠成若干球形功能区,在功能区中氨基酸序列有高度同源性。

 

①L链功能区

 

分为L链可变区(VL)和L链恒定区(CL)两功能区。

 

②H链功能区

 

IgG、IgA和IgD的H链各有一个可变区(VH)和三个恒定区(CH1、CH2和CH3)共四个功能区。

 

 

IgM和IgE的H链各有一个可变区(VH)和四个恒定区(CH1、CH2、CH3和CH4)共五个功能区。

 

3)抗体的酶切片段:抗体Fab段和Fc段

 

IgG经木瓜蛋白酶酶切后裂解为2个完全相同的Fab段和1个Fc段,每个Fab段都为单价,可与抗原结合但不会再发生凝集反应。

 

 

经胃蛋白酶酶切后裂解为1个完整F(ab)2片段和碎片化的Fc片段,F(ab’)2片段为双价,可同时结合两个抗原表位。

 

 

Fab段为抗原结合片段,相当于抗体分子的两个臂,由一个完整的轻链和重链的VH和CH1结构域组成。

 

Fc段为可结晶段,相当于Ig的CH2和CH3结构域,是Ig与效应分子或者细胞相互作用的部位。

 

 

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来源:分子庄园