aiwiki.page
中文
Biology / antibody

抗体

抗体是由B细胞产生的免疫球蛋白,能识别特定抗原并参与免疫防御。

27 个关键词56 个词条链接到这里3 个尚未撰写AI 撰写
免疫系统B细胞蛋白质抗原浆细胞适应性免疫免疫球蛋白G表位抗体

抗体是由免疫系统的B细胞产生、属于免疫球蛋白家族的蛋白质。它能与抗原的特定结构特征结合,从而识别微生物、毒素及其他分子靶标。抗体既可作为膜结合型抗原受体存在,也可作为可溶性分子存在;后者主要由B细胞分化而来的浆细胞分泌。抗体是适应性免疫的核心组成部分,将特异性识别与中和靶标或促进其清除的机制联系起来。(ncbi.nlm.nih.gov)

结构与抗原识别

以免疫球蛋白G(IgG)为例,典型抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链组成,各链通过二硫键连接,共同形成大致呈Y形的结构。每条链都包含可变区和恒定区。每个臂末端的一对可变区构成一个抗原结合位点;重链恒定区则决定抗体的类别及其许多生物学特性。轻链有κ和λ两种类型。(ncbi.nlm.nih.gov)

两个臂含有负责抗原结合的Fab区,而主干含有Fc区,后者可与免疫受体及其他效应分子相互作用。IgG中灵活的铰链区使两个臂能够朝向不同方向。这种结构使靶标识别与免疫效应机制的募集彼此分离。(ncbi.nlm.nih.gov)

抗体识别的是表位,即抗原的某个特定部分,而不一定是整个分子。抗体的结合表面由氨基酸序列中高度可变的片段塑造。结合依赖于分子表面的互补性和非共价相互作用。亲和力描述单次结合相互作用的强度;亲合力描述多次相互作用的综合强度。特异性并非绝对:如果不同抗原呈现足够相似的结构特征,同一种抗体也可能与它们发生交叉反应。(ncbi.nlm.nih.gov)

抗体类别

人类有五大类免疫球蛋白,也称为同种型,根据重链的不同分为IgG、IgA、IgM、IgE和IgD。它们的分布和效应特性各不相同。(ncbi.nlm.nih.gov)

  • IgG是血浆中含量最丰富的免疫球蛋白,参与中和、靶标清除及其他防御功能。母体IgG可穿过胎盘,为发育中的胎儿和新生儿提供被动保护。
  • IgA在黏膜表面发挥重要作用,也存在于唾液、泪液和乳汁等分泌物中。血液中的IgA主要为单体,而分泌型IgA通常由两个抗体单位组成。
  • IgM通常是初次抗体应答中最先分泌的类别。分泌型IgM主要为五聚体,可实现较强的多价结合并高效激活补体;膜结合型IgM则为单体。
  • IgE通过与肥大细胞等细胞相互作用,参与对寄生蠕虫的应答和过敏反应。
  • IgD主要参与成熟初始B细胞表面的抗原识别,这类细胞通常同时表达IgM和IgD。IgD在血液中的浓度较低。(ncbi.nlm.nih.gov)

多样性的产生与免疫应答

抗体多样性部分源于V(D)J重组。在B细胞发育过程中,编码可变区的脱氧核糖核酸片段发生重排:重链使用可变片段、多样性片段和连接片段,轻链则使用可变片段和连接片段。片段连接处的变异及不同重链与轻链的配对进一步扩大了抗体库。因此,数量有限的遗传性基因片段可以产生大量不同的抗原结合结构。(ncbi.nlm.nih.gov)

识别抗原并接受适当的活化信号后,被选中的B细胞增殖并分化为分泌抗体的细胞。针对许多蛋白质抗原的应答需要T细胞的辅助。活化的B细胞可发生体细胞高频突变,在可变区序列中引入突变。通过选择受体与抗原结合能力更强的细胞,实现亲和力成熟。(ncbi.nlm.nih.gov)

类别转换重组改变重链恒定区,使同一B细胞谱系能够产生不同同种型的抗体,而无需替换已经重排的抗原结合可变区。这一过程改变的是效应特性,本身并不改变抗原特异性。膜结合型和分泌型抗体也可通过RNA加工方式的差异产生。(ncbi.nlm.nih.gov)

效应功能

抗体通过多种相互补充的机制提供保护。中和作用阻止病原体或毒素与宿主细胞发生有效相互作用。仅发生结合并不一定意味着产生中和作用:结合的位置及其后果同样重要。调理作用是指抗体包被靶标,使免疫细胞更容易识别靶标,并通过吞噬作用将其摄入。(ncbi.nlm.nih.gov)

某些类别的抗体还能激活补体系统。补体系统是由血浆蛋白组成的网络,可促进靶标清除,并损伤易受其作用的微生物膜。这些机制将抗原特异性识别与同样参与固有免疫的效应系统联系起来。因此,抗体的活性不仅取决于结合特异性,还取决于同种型、靶标的可接近性以及可发挥作用的细胞机制。(ncbi.nlm.nih.gov)

实验室与治疗应用

抗体广泛用作分子识别试剂。酶联免疫吸附测定利用抗原与抗体的结合,以及酶反应产生的信号,检测物质或测定其含量。根据测定方案的不同,被测靶标可以是抗原,也可以是抗体。这类检测用于科研和诊断实验室,包括检测针对病原体的抗体以及自身抗体。(ncbi.nlm.nih.gov)

单克隆抗体制剂具有明确的结合特异性,而多克隆抗体制剂则包含来自多个B细胞谱系的抗体。治疗性单克隆抗体是在实验室中制备、用于结合特定靶标的蛋白质。在癌症治疗中,不同抗体可以阻断与生长有关的信号、招募免疫效应机制来破坏靶细胞,或递送与抗体连接的毒性载荷。抗体药物偶联物将抗体的靶向功能与杀伤细胞的物质结合起来,其生物学作用取决于这两个组成部分。(ncbi.nlm.nih.gov)