抗體結構詳解

下載抗體是一種免疫球蛋白,由B淋巴細胞產生。抗體的單體是一個Y形的分子,有4條多肽鏈組成。其中包括兩條相同的重鏈,以及兩條相同的輕鏈,之間由雙硫鍵連接在一起。每條重鏈50kDa,每條輕鏈25kDa,輕重鏈間存在二硫鍵鏈接。
全長抗體結構圖

圖1:抗體結構圖

輕鏈

輕鏈包括可變區和恒定區,可變區約占輕鏈的1/2。

重鏈

重鏈包括可變區和恒定區。根據重鏈的不同,可以將抗體分為不同的種類,例如哺乳動物 Ig 的重鏈有α、δ、ε、γ和 μ 五種,相對應可以將哺乳動物Ig分為 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM 五類。

可變區

抗體分子的N端存在一段氨基酸序列變化較大的區域,該區域稱為可變區。可變區中存在可以與抗原特結合的部位,即抗原結合位點。一個抗體有兩個抗原結合位點,可以同時結合兩個抗原分子。在可變區中有三個區域的序列高度變化,成為高變區(hypervariable region,HVR)又稱為抗原互補決定區(complementarity determining region,CDR)。可變區主要通過其3個CHR區形成3個環狀結構與抗原特異性結合。可變區中非CDR部分成為骨架區(framework region,FR),其氨基酸組成和排列變化相對CDR較少。可變區中CDR與FR的組成方式為“FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4”
IgG抗體結構

圖2:IgG抗體結構示意圖

恒定區

抗體分子C端氨基酸序列相對穩定,該區域稱為恒定區。同一種抗體的恒定區是相同的。抗體輕鏈的恒定區由一個Ig結構域構成;重鏈的恒定區由3-4個串聯的Ig結構域及一個用于增加靈活性的鉸鏈區構成。IgA、IgE、IgG有三個結構域(CH1、CH2、CH3),IgD、IgM有四個結構域(CH1、CH2、CH3、CH4)。不同種類抗體的鉸鏈區存在一定的差異,IgA的鉸鏈區較短,IgD 的鉸鏈區較長,IgM 和IgE 無鉸鏈區。

Fab片段

IgG分子在木瓜蛋白酶的作用下可以被降解為兩個Fab段及一個Fc段。Fab段由抗體輕鏈的可變區、輕鏈的恒定區、重鏈的可變區及重鏈恒定區構成。可變區是與抗原結合的部位,因此Fab段又稱為抗原結合段(詳細Fab片段介紹)。

Fc段

Fc段包含了所有抗體分子共有的蛋白質序列以及各個類別獨有的決定簇。Fc段有多種生物學活性,具有結合補體、結合Fc受體、通過胎盤等作用。

人Ig屬性表

抗體 IgG IgA IgM IgD IgE
重鏈類型 γ α μ δ ε
重鏈亞型 γ1 γ2 γ3 γ4 α1 α2 / / /
重鏈MW(kDa) 50 50 60 50 55 55 70 62 70
輕鏈MW(kDa) 23 23 23 23 23 23 23 23
總MW(kDa) 150 150 170 150 160(血清)
600(分泌)
160(血清)
600(分泌)
970 180 190
補體結合
Fc受體結合
胎盤轉移

鼠Ig屬性表

抗體亞型 IgG IgA IgM IgD IgE
重鏈類型 γ α μ δ ε
重鏈亞型 γ1 γ2a γ2b γ3
抗體MW(kDa) 160 160(單體)
350-400
900 180 190
血清半衰期(天) 8-11 3-12 2.6-3.5 4-8 0.5-1 0.5-1 <1 <1
碳水化合物比例(%) 2-3 7-11 9-12 12-15 12
補體結合 / /
沉降系數 6.6 6.7 19 6.8 8
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