抗體結構

抗體（antibody，Ab）是機體免疫細胞被抗原激活后，由分化成熟的終末B細胞--漿細胞合成、分泌的一類能與相應抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。

抗體是具有4條多肽鏈的對稱結構，其中2條較長、相對分子量較大的相同的重鏈（H鏈），含450?550個氨基酸殘基，相對分子質量在55000?70000之間；2條較短、相對分子量較小的相同的輕鏈（L鏈），含210個氨基酸殘基，相對分子質量約24000。鏈間由二硫鍵和非共價鍵聯結形成一個由4條多肽鏈構成的單體分子。一個抗體分子上的兩個抗原結合部位是相同的，位于兩臂末端稱抗原結合片段（antigen-binding fragment，Fab）。糖結合在結晶片段（crystalline fragment，FC）上。

基本結構

1、輕鏈重鏈

IgM 、IgD 、IgG 、IgA 和IgE 相應的重鏈分別為μ 鏈、δ 鏈、γ 鏈、α 鏈和ε 鏈。同一類Ig ，根據其鉸鏈區氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數目和位置的差別來劃分不同的亞類。輕鏈可分為兩型，即κ 型和λ 型，不同種屬中，兩型輕鏈的比例不同，正常人血清免疫球蛋白κ ： λ 約為2 ：1 ，而在小鼠則為20 ：1 。κ：λ 比例的異常可能反映了免疫系統的異常。

2、可變區和恒定區

不同的免疫球蛋白重鏈和輕鏈在靠近N 端的約110 個氨基酸的序列變化很大，稱為可變區（variable region ，V 區），而靠近C 端的其余氨基酸序列相對穩定，稱為恒定區（constant region ，C 區）。重鏈中可變區約占重鏈長度的1/4 ，穩定區約占重鏈長度的3/4 ；輕鏈中可變區和穩定區各為輕鏈長度的1/2 左右。

3、鉸鏈區

鉸鏈區富含脯氨酸，易伸展彎曲和蛋白酶水解。鉸鏈區位于CH1 與CH2 之間，連接抗體的Fab 段和Fc 段，使兩個Fab 段易于移動和彎曲，從而可與不同距離的抗原部位結合。IgM 、IgD 、IgG 、IgA 、IgE 和相應亞類的鉸鏈區存在一定的差異，如IgA 和IgG1 、IgG2 、IgG4 的鉸鏈區較短，IgG3 和IgD 的鉸鏈區較長，IgM 和IgE 無鉸鏈區。

4、功能區（domain）

輕鏈：VL，CL

重鏈：VH，CH1，CH2，CH3（IgG、IgA 和IgD）

多一個CH4（IgM和IgE）

由免疫球蛋白的肽鏈折疊而成的球形結構域稱為功能區，每個功能區約由110 個氨基酸組成，其氨基酸的序列具有相似性或同源性。因此，這些功能區的功能雖然不同，但其結構卻具有較大的相似性。每個功能區的二級結構是由幾股多肽鏈折疊一起形成的兩個反向平行的β 片層（anti-parallel β sheet ），兩個β 片中心的兩個半胱氨酸殘基由一個鏈內二硫鍵垂直連接，形成具有穩定功能區的作用“β 桶狀（β barrel）” 或“β 三明治（β sandwich）” 的結構，免疫球蛋白肽鏈的這種獨特的折疊方式稱為免疫球蛋白折疊（immunoglobulin folding ）。

（1）功能區的主要功能：

VH和VL --- 抗原結合部位；

CH1～3和CL --- Ig遺傳標志所在；

CH2（IgG）、CH3（IgM）--- C1q結合部位；

CH2～CH3（IgG）--- 結合并通過胎盤；

CH3（IgG）---  FcγR結合部位；

CH4（IgE）---  FcεR結合部位。

5、水解片段

木瓜蛋白酶（Papain）→IgG

Fab段（fragment of antigen- binding，抗原結合片段）

Fc段（fragment crystalizable，可結晶片段）

胃蛋白酶（Pepsin）→ IgG

F（ab′）2

pFc ′

意義

闡明Ig分子生物學作用；

構建基因工程抗體。

Ig 分子上的兩條重鏈和兩條輕鏈是由二硫鍵連接的，因此它可以被巰基試劑還原成單鏈或雙鏈；在Ig 分子的鉸鏈區，由于富含脯氨酸而易于稱為蛋白酶的酶切位點。

（1）木瓜蛋白酶水解片段

木瓜蛋白酶（papain ）水解IgG 的部位是在鉸鏈區二硫鍵連接的2 條重鏈的近N 端，裂解后可得到三個片段，其中兩個片段相同：2 個相同片段稱為抗原結合片段（fragment antigen binding ，Fab ），每個Fab 段由一條完整的輕鏈和重鏈的VH 和CH1 功能區組成，相當于抗體分子的2 個臂。Fab 段為單價抗體，即能與抗原結合單不能形成凝集反應或沉淀反應； 1 個可結晶片段（fragment crystallizable ，Fc ），相當于IgG 的CH2 和CH3 功能區，無抗原結合活性，是抗體分子與效應分子和細胞相互作用的部位。Fc 能介導抗體的很多生物學功能，因此，Ig 同種型的抗原性主要存在于Fc 段。

（2）胃蛋白酶水解片段

胃蛋白酶（pepsin ）在鉸鏈區連接重鏈的二硫鍵近C 端水解IgG ，產生一個大片段和多條小分子多肽。大片段稱為F（ab'）2 片段，由于抗體分子的兩個臂仍由二硫鍵連接，因此F（ab'）2 片段為雙價，與抗原結合可發生凝集反應和沉淀反應。F（ab'）2 片段保留了結合相應抗原的生物學活性，又避免了Fc 段抗原性可能引起的副作用，因而作為生物制品有較大的實際應用價值；若干小分子片段是由Fc 段裂解而來，稱為pFc' ，無生物學活性。