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)。
抗體種類與比較如下:
|
多聚體型式 |
重鏈 |
輕鏈 |
J鏈 |
Subtype |
IgA |
Monomer |
α |
κλ |
yes |
2 |
IgD |
monomer |
δ |
κλ |
no |
1 |
IgE |
Monomer |
ε |
κλ |
no |
1 |
IgG |
Monomer |
γ |
κλ |
no |
4種 |
IgM |
Pentamer |
μ |
κλ |
yes |
1 |
|
分子量 |
半衰期(天) |
功能 |
IgA |
180,000 |
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 |
++ |
+ |
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 |
+++ |
- |
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)。
|
Antibody |
||
鏈 |
heavy chain |
light chain |
|
基因 |
V區、D區、 |
V區、J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 |
|
每一個抗體的2個輕鏈永遠是完全相同的 |
|
T cells receptor |
|
鏈 |
α chain |
β chain |
基因 |
V區、J區、 |
V區、D區、 |
目的 |
可與MHC及MHC所呈現的抗原結合,因應外來不同抗原 |
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分型 |
-- |
|
其它概念 |
-- |
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