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篇名
免疫學-抗體重點,基礎醫學教室
重要考點
抗體是免疫球蛋白(Ig)超家族中的一種糖蛋白,由漿細胞分泌,由兩條輕鏈及兩條重鏈組成。重鏈的穩定區決定抗體的種型(types)及效用功能(effector functions)。兩條鏈的高度變異區是與抗原結合的位置。
說明
(結構)

抗體(Antibody)由兩條輕鏈(light chain)及兩條重鏈(heavy chain)組成,每一條鏈由多個結構域所組成。在抗體的N端稱為可變區(Variable region),其餘稱穩定區(Constant region),重鏈的穩定區決定了抗體之效用功能(effector functions)。若將可變區(Variable region)再去細分,還可分為高度變異區(Hypervariable region;complementarity-determining region,CDR)及Framework-determing region(FDR),CDR是與抗原結合的位置。每一個結構域大約包含70~110個氨基酸,這些結構域包含7次(穩定區)及9次(可變區)的β折疊。輕重鏈間以雙硫鍵連接。此外,重鏈穩定區的差異還決定抗體種型之不同,重鏈及種型組成了IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)、IgE(ε)。輕鏈包括κ及λ,κ基因在第2對染色體上,λ基因則位於第22對染色體上。

抗體經由木瓜酵素(papain)作用,可以分為2Fab+Fc;由胃蛋白酶(pepsin)作用,可以分為(Fab’)2+Fc。(Fab:抗體結合區fragment-antigen binding;Fc:結晶區域片段fragment-crystllizable)。Fab均包括一個可變區與一個穩定區,輕鏈及重鏈都包含該區;Fc由兩條重鏈組成,Fc區可通過與特定類型的Fc受器相結合,產生免疫應答。

(抗體功能)

抗體有兩種物理形態,一種是從細胞分泌出的可溶性抗體,另一種是結合在B淋巴球表面的膜結合形態抗體,也是B淋巴球受器(B Cell Receptor,BCR)的一部分。B淋巴球表面抗體的數量為50000~100000。抗體功能:中和毒素或抗原(neutralization)、活化補體(activation of complement)後發生調理作用(opsonization)。

(比較)

抗體種類與比較如下:

 

多聚體型式

重鏈

輕鏈

J鏈

Subtype

IgA

Monomer
(血液中)
or dimer
(消化液)
(量次多)

α

κλ

yes

2
IgA1 IgA2

IgD

monomer

δ

κλ

no

1

IgE

Monomer
(量最少)

ε

κλ

no

1

IgG

Monomer
(量最多)

γ

κλ

no

4種
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4

IgM

Pentamer
or monomer

μ

κλ

yes

1



 

分子量

半衰期(天)

功能

IgA

180,000
~500,000

6

存在於消化道、呼吸道、泌尿生殖道的粘膜、唾液、淚液、乳汁

IgD

180,000

2~8

出現在尚未遇過抗原的成熟的B淋巴球上,以刺激basophils及mast cells

IgE

200,000

1~5

與致敏原結合,刺激mast cell和basophil cell釋放histamin,產生過敏反應、避免寄生蟲危害

IgG

150,000

23

抵抗病原入侵;唯一可以穿過胎盤,為胎兒提供被動免疫的種型

IgM

900,000

5

與B淋巴球表面結合的是單體形式,在分泌形態中則由五個單體形成的五聚體。分子量大,在抗原凝集反應中效價高。在體液免疫早期發揮清除病原用

(註)

 

IgG1

IgG2

通過胎盤

+++

-

血中濃度

最多

次之

調理作用(opsonization)

+++

-

固定補體
(fixed)complement

++

+

半衰期

23

23

與金葡菌的proetinA結合

+

+

導致ADCC

-

-



 

IgG3

IgG4

通過胎盤

+++

+++

血中濃度

 

最少

調理作用(opsonization)

++

+

固定補體
(fixed)complement

+++

-

半衰期

7~8

23

與金葡菌的proetinA結合

-

+

導致ADCC

+

-

抗體CDR上的抗原結合位點能識別特定抗原。抗原-抗體的結合依靠非共價鍵(如氫鍵、凡德瓦爾力)相互作用達成。大千世界數萬種抗原,免疫系統為何可以製造出相對應的各種抗體呢? 此乃編碼抗體基因過程中有以下因素造成抗體歧異性(antibody diversity):(1)multiple gene segments,(2) V(D)J rearrangement,(3) the combining of different L and H chains in the assembly of Ig molecules,(4)mutations(somatic hypermutation),(5)junctional diversity。透過rearrangement及mutations等方式,產生約一千萬種抗體,附著在B cells表面,因應不同抗原入侵。一旦抗體被選出來與抗原結合,此種B cells會被大量製造出來。這種大量增值某種B cells的過程,稱作株系選擇(Clonal selection)。

(補充)

 

Antibody

heavy chain

light chain

基因
區域

V區、D區、
J區、C區

V區、J區、
C區

目的

造成抗體多樣性,以產生多樣性的BCR,用以因應外來不同抗原

分型

μ、γ、α、δ、ε

κ、λ

其它概念

  1. 不同B淋巴球所產生的抗體重鏈可變區是不同的,但同一個B淋巴球所產生不同種型抗體的可變區則完全相同
  2. 同種型的抗體,其穩定區都是一樣的,但不同種型之間是不相同的

每一個抗體的2個輕鏈永遠是完全相同的



 

T cells receptor

α chain

β chain

基因
區域

V區、J區、
C區

V區、D區、
J區、C區

目的

可與MHC及MHC所呈現的抗原結合,因應外來不同抗原

分型

--

其它概念

--

--

相關考題
(問題來了) 以下題目摘自考選部公佈醫師專技高考試題
<96-2-69>抗體之效用功能(effector functions)是由下列那一項決定?
  1. 輕鏈(light chain)的變異區(variable region)
  2. 輕鏈(light chian)的不變區(constant region)
  3. 重鏈(heavy chain)的變異區(variable region)
  4. 重鏈(heavy chain)的不變區(constant region)
解答:D
<96-2-71>抗體與抗原之結合不依賴:
  1. 共價鍵(covalent bonds)
  2. 靜電作用(electrostatic interactions)
  3. 氫鍵(hydrogen bonds)
  4. 凡德瓦爾力(van der Waals forces)
解答:A
<97-1-68>在呼吸道黏膜內,可以中和入侵細菌之最重要抗體為:
  1. IgA
  2. IgG
  3. IgE
  4. IgM
解答:A
<97-2-73>下列那一種抗體在血清中濃度最高?
  1. IgA
  2. IgE
  3. IgG
  4. IgM
解答:C
<97-2-74>下列有關產生抗體多樣化(diversity)的原理,那一項描述錯誤?
  1. 體細胞高度突變(somatic hyper-mutation)發生於基因重組(gene rearrangement)之前
  2. 體細胞高度突變(somatic hyper-mutation)可以發生於抗體的重鏈(heavy chain)以及輕鏈(light chain)部位
  3. 利用酵素將四種核酸(nucleotides)任意加入剪接部位,可以造成連接多樣化(junctional diversity)
  4. 相同重鏈(heavy chain)與不同輕鏈(light chain)之組合亦可造成抗體多樣化(diversity)
解答:A
<98-1-66>下列有關單株抗體(monoclonal antibody)的敘述,何項最正確?
  1. 都是IgM
  2. 可以辨認很多抗原決定位
  3. 可以利用staphylococcal Protein A親和力管柱純化而得
  4. 目前臨床上只能用於降低組織移植排斥的治療
解答:C
<100-1-69>下列有關抗原決定位(epitope)之敘述,何者正確?
  1. 一個蛋白質只具備一種抗原決定位 
  2. 能被抗體之Fc部位辨識
  3. 能被抗體之Fab部位辨識 
  4. 能被Fc受器(Fc-receptor)辨識
解答:C
<101-2-69>免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)與T細胞受體(T-cell receptor, TCR)分子的多變區(variable domain),其基因均需進行V(D)J片段重組(recombination),但下列那一項是TCR基因重組時比較少發生的現象?
  1. 基因遺傳多個V基因片段
  2. 啟動RAG(recombination-activating gene)的活性
  3. 可能產生迴文添加(palindromic-addition)的現象
  4. 體超突變(Somatic hypermutation)
解答:D
關鍵詞
抗體、免疫學、免疫球蛋白、糖蛋白、effector functions、Ig、重鏈

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