时间：2022-11-11 00:55:01
抗体( Antibody )又称免疫球蛋白( immunoglobulins，Ig )，是机体免疫细胞经抗原激活后，b细胞分化成熟为浆细胞后合成分泌的具有特异性结合相应抗原免疫功能的球蛋白。 免疫球蛋白是化学结构上的概念，抗体是生物学功能上的概念，免疫球蛋白并不都具有抗体活性，抗体的化学基础都是免疫球蛋白。 研究抗体，首先要清楚认识抗体的结构，那么抗体有什么基本结构呢？
抗体分子是生物体内的复杂分子，能特异性识别不同的抗原，这一特性决定抗体一级结构的多样性。
抗体分子结构分析表明，Ig分子的基本结构由4条多肽链组成。 即，两个相同相对分子质量大的肽链(重链、heavy chain、h链、相对分子质量约55000或70000 )和两个相同相对分子质量小的肽链)轻链、light chain、l链、相对分子质量约24000 轻链和重链通过二硫键连接形成一个称为Ig分子的四肽链分子单体，它是构成免疫球蛋白分子的基本结构。 Ig单体中四个肽链两端游离的氨基或羧基方向一致，分别命名为氨基末端( n末端)和羧基末端( c末端)。
图1抗体分子的四肽链结构
1 .抗体重链和轻链
各重链内部、各轻链内部、各重链与1条轻链之间、以及2条重链之间存在二硫键； 重链与轻链之间还存在非共价键作用，主要是疏水性作用。 轻链和重链均含有一系列重复同源的单元，每个单元约有110个氨基酸残基，独立折叠成球状，称为球蛋白功能区( domain )。 Ig均含有2层具有3~5条反平行多肽链的折叠。
抗体的基本结构如图2所示。
图2抗体的基本结构
重链中含有约450~550个氨基酸残基。 一条重链中含有由4~5个链内二硫键构成的肽环。 根据氨基酸组成的排列顺序和二硫键的位置、数量等的不同，每个重链的抗原性不同。 根据重链抗原性不同，分别用希腊字母、、、、表达，可将免疫球蛋白分为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。 其中链和链包含5个肽环，链、链、链包含4个肽环。 五种不同的免疫球蛋白可以通过在重稳态区( CH )阶段决定这些免疫球蛋白结构和功能特异性的独特氨基酸序列来区分(图3 )。
图3免疫球蛋白五种类型
轻链的大小约为重链的一半，由约214个氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物。 每条轻链含有两个由链内二硫键组成的环肽。 轻链有kappa()和lambda()两种类型，同一天然Ig分子上的轻链类型始终相同。
图4抗体重链和轻链的具体结构图
2 .可变区域和恒定区域
(1)可变区域( variable region，v区域) ) ) ) ) ) ) ) ) )。
位于h链靠近n末端的1/5或1/4 (包含约118个氨基酸残基)和l链靠近n末端的1/2 (包含约108~111个氨基酸残基)的区域。 各V区有通过链内二硫键结合的肽环，各肽环含有约67~75个氨基酸残基。 V区氨基酸的组成和序列决定抗体的抗原结合特异性。 由于v区氨基酸种类和序列变化，可形成多种具有不同结合抗原特异性的抗体。
将l链和h链的v区域分别称为VL和VH。 VL和VH部分局部区域的氨基酸组成和序列顺序具有更高的变化度，这些区域称为超变( hypervariable region，HVR )。 v区非HVR位点氨基酸组成和序列较保守，称为骨架区( framework region )。 VL中超变异区有三个，通常分别位于24~34、89~97位的氨基酸残基。 VL和VH这3个HVR分别被称为HVR1、HVR2和HVR3。 x射线晶体衍射的研究分析表明超变异区是抗体抗原结合的地方，故称为互补决定区( complement arity-determining region，CDR )。 VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3也分别称为CDR1、CDR2和CDR3，一般来说，CDR3的超变度较高。 超变区由于Ig分子的独特性，也是团簇( idiotypic determinants )主要存在的部位。 在大多数情况下，h链在与抗原的结合中起重要作用。
图5可变区域的结构图
(2)稳态区域( constant region，c区域) ) ) ) )。
位于h链靠近c末端的3/4或4/5 (约119位氨基酸到c末端)和l链靠近c末端的1/2 (含有约105个氨基酸残基)的区域。 h链在每个功能区域含有约110个以上的氨基酸残基，含有由通过二硫键连接的50~60个氨基酸残基构成的肽环。 该区域的氨基酸组成和序列在同一属动物Ig的同型l链和同一种类的h链中都比较恒定。 例如，人抗白喉毒素的抗毒素IgG和人抗破伤风毒素的抗毒素IgG，虽然各自的v区不同，只能与相应的抗原特异性结合，但其c区结构相同，即具有相同的抗原性，马抗人IgG第二抗体(或抗抗体) 均对这两种不同的外毒素耐药，这是制备第二抗体，用荧光素、同位素、酶等标记抗体的重要基础。
3 .抗体分子功能区
抗体各区域内各有一个链内二硫键，维持折叠成一个个相互相似的致密球状结构。 它是抗体的基本结构单元，发挥其独特的免疫学功能，称为“功能区”或“结构域”。 每个Ig分子的h链和l链可以通过链内二硫键折叠成几个球形功能区，每个功能区( domain )由大约110个氨基酸组成。 功能区中氨基酸序列有较高的同源性。
)1) l链带分为两个区：一个是l链可变区( VL )，一个是l链恒定区( CL )。
)2) h链区域IgG、IgA和IgD的h链上分别有一个可变区域( VH )和三个恒定区域( CH1、CH2和CH3 )共计四个区域。 IgM和IgE的h链中分别有可变区( VH )和4个恒定区( CH1、CH2、CH3和CH4 )共计5个条带。 为了表示某种免疫蛋白质h链一定区域，可以在c (表示一定区域)之后加上对应的重链名称(希腊字母)和一定区域的位置)阿拉伯数字)，例如IgG重链CH1、CH2、CH3分别为C1、C2
IgL链和h链中的v区或c区各功能区分别形成免疫球蛋白折叠( immunoglobulin fold，Ig fold )，各Ig折叠基本平行，由二硫键连接的2个切片结构，各切片结构为3 可变区中的高变区是在Ig折叠的一侧形成高变区环( hypervariable loops )并与抗原结合的位置。
4 .抗体分子的酶片段
1 .木瓜蛋白酶片段化
木瓜蛋白酶可以将IgG分子从键区二硫键的n端切割得到3个片段，其中2个具有相同抗原结合能力的片段称为Fab链段( antigen-binding fragment )。 另一类是不能结合抗原，但与细胞表面抗体受体结合，低温低离子强度易结晶的片段，称为Fc段。
2 .胃蛋白酶( pepsin )酶切片段
胃蛋白酶可以将IgG分子从铰链二硫键的c端切割，得到一个大分子片段和几个小分子多肽片段。 其中，大分子片段为Fab二聚体，具有双抗体活性，可决定两个相应抗原簇合，称为f(ab ) 2段。 小分子多肽片段无生物活性，称为pFc '段(图6 )。 马血清抗毒素用胃蛋白酶处理，可清除大部分Fc区段，降低Ig的免疫原性，减少人注射过敏反应。
图6免疫球蛋白酶片段
