抗體,稱為免疫球蛋白,通常是“Y”形,它們是由b細(xì)胞分泌的分子??贵w的基本功能是控制和阻止病原體并協(xié)助免疫反應(yīng)。人的抗體可以分為5類(class),分別是IgA,IgD,IgE, IgG,IgM。以IgG為例,抗體是由兩條相同的重鏈(H)和輕鏈(L)通過二硫鍵組裝的四肽鏈結(jié)構(gòu)。每條鏈具有恒定區(qū)(C)和可變區(qū)(V)。“Y”的尾部負(fù)責(zé)生物活性,例如與細(xì)胞結(jié)合。抗原結(jié)合區(qū)也稱為互補(bǔ)位,是識別和結(jié)合抗原的部分。
不同抗體的重鏈和輕鏈在靠近N端約110個氨基酸的序列變化很大,稱為可變區(qū)(V區(qū)),重鏈和輕鏈的可變區(qū)分別稱為VH和VL。重鏈和輕鏈在靠近C端的氨基酸序列相對穩(wěn)定,稱為恒定區(qū)(C區(qū))。 重鏈和輕鏈的恒定區(qū)分別稱為CH和CL??贵w的可變區(qū)用于識別和結(jié)合抗原,而恒定區(qū)則用于啟動下游效應(yīng),比如抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)。根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)氨基酸組成和排列的不同,可將輕鏈分為κ和λ兩型(type)。在λ型輕鏈C區(qū)內(nèi)氨基酸組成又存在微小差異,由此將λ鏈分為4個亞型(subtype,λ1-λ4)??贵w的V區(qū)又可以細(xì)分為CDR(互補(bǔ)決定區(qū))和FR(骨架區(qū),F(xiàn)R1-FR4)。CDR區(qū)序列高度可變,而FR區(qū)序列則相對恒定。
抗體亞型(Antibody Subtype)
基于鉸鏈區(qū)的大小,鏈間二硫鍵的位置和分子量的不同,人和鼠的IgG可以進(jìn)一步細(xì)分為四種亞型。人的IgG可以分為IgG1(γ1),IgG2(γ2),IgG3(γ3),IgG4(γ4),按其在血清中的豐度(IgG1是最豐富的)的順序命名。鼠的IgG可以分為IgG1,IgG2a,IgG2b,IgG3。在雜交瘤單抗制備完成后,需要對抗體亞型進(jìn)行鑒定。南京銘研生物可以提供小鼠IgG1,IgG2a,IgG2b,IgG3及IgM,IgA,κ,λ鏈的鑒定,詳情可聯(lián)系。
IgG的功能
- IgG是血液和細(xì)胞外液中發(fā)現(xiàn)的主要抗體,可以控制身體組織的感染
- IgG是唯一可以穿過人體胎盤的免疫球蛋白,它主要負(fù)責(zé)在出生后的前幾個月保護(hù)新生兒
- IgG是血液,淋巴液,腦脊液和腹膜液中的主要免疫球蛋白,是體液免疫反應(yīng)的關(guān)鍵參與者
- IgG的Fc部分與吞噬細(xì)胞上的受體的結(jié)合是調(diào)理作用中的關(guān)鍵步驟。涂有IgG抗體顆粒的吞噬作用是細(xì)胞用于應(yīng)對微生物的重要機(jī)制
- 由于其相對豐富和對抗原的優(yōu)異特異性,IgG是用于免疫學(xué)研究和臨床診斷的主要抗體
IgG1
IgG1占總IgG含量的60-65%左右。其主要負(fù)責(zé)胸腺介導(dǎo)的針對蛋白和多肽抗原的免疫應(yīng)答。它還參與補(bǔ)體級聯(lián)的調(diào)理和活化。IgG1同種型缺乏通常是低丙種球蛋白血癥的征兆。
IgG2
IgG2占總IgG含量的20-25%左右。其主要針對碳水化合物/多糖抗原的免疫應(yīng)答。在所有IgG同種型缺陷中,IgG2的缺乏,最常見的是引起嬰兒的復(fù)發(fā)性氣道/呼吸道感染。
IgG3
IgG3占總IgG含量的5-10%,在針對蛋白質(zhì)或多肽抗原的免疫應(yīng)答中起主要作用。
IgG4
IgG4通常占總IgG含量的4%以下,不與多糖結(jié)合。最新研究表明,在患有硬化性胰腺炎,膽管炎和間質(zhì)性肺炎的患者中發(fā)現(xiàn)血清IgG4水平升高。目前有關(guān)IgG4的其他作用仍然未知。
IgG抗體亞型間的比較
對比項目 | IgG1(γ1) | IgG2(γ2) | IgG3(γ3) | IgG4(γ4) |
---|---|---|---|---|
分子量(kDa) | 150 | 150 | 170 | 150 |
氨基酸隱藏區(qū)域 | 15 | 12 | 62 | 12 |
H鏈間二硫鍵 | 2 | 4 | 11 | 2 |
半衰期(天) | 14-21 | 14-21 | 7 | 14-21 |
平均成人血清含量(g/L) | 6.98 | 3.8 | 0.51 | 0.56 |
相對豐度(%) | 60 | 32 | 4 | 4 |
IgG亞類之間氨基酸序列的細(xì)微差異也影響其生物學(xué)功能:
- IgG1,IgG3和IgG4容易穿過胎盤,但I(xiàn)gG2以非常低的效率穿過胎盤
- IgG3是最有效的補(bǔ)體激活劑,其次是IgG1; IgG2效率較低,IgG4根本不能激活補(bǔ)體
- IgG1和IgG3以高親和力結(jié)合吞噬細(xì)胞上的Fc受體,從而介導(dǎo)調(diào)理作用。IgG4對Fc受體具有中等親和力,IgG2具有極低的親和力
抗體同種型(Antibody Isotype)
同一物種內(nèi)所有個體共同具有的Ig抗原特異性結(jié)構(gòu)。在哺乳動物中,有五種重鏈同種型:IgA(α),IgD(δ),IgE(ε),IgG(γ)和IgM(μ)。
IgA(α)
IgA在呼吸道或腸道中分泌,充當(dāng)粘膜免疫的主要介質(zhì),是抵御感染的第一道防線。它們在血清中是單體態(tài),但在粘膜表面顯示為二聚體。IgA抗體分為兩個亞類,它們的鉸鏈區(qū)大小不同。IgA1具有較長的鉸鏈區(qū),這增加了其對細(xì)菌蛋白酶的敏感性。因此,該亞類支配血清IgA,而IgA2主要存在于粘膜分泌物中。IgA的補(bǔ)體固定不是粘膜表面的主要效應(yīng)機(jī)制,IgA受體在嗜中性粒細(xì)胞上表達(dá),其可被激活以介導(dǎo)抗體依賴性細(xì)胞的細(xì)胞毒性。
IgD(δ)
IgD占免疫球蛋白庫的比例不到1%,通常存在于B細(xì)胞的細(xì)胞膜上,其分子質(zhì)量為150kDa。IgD同種型的表達(dá)水平與B細(xì)胞活化狀態(tài)相關(guān)。目前,對于IgD的研究較少,人們對其在血清中的作用也知之甚少。
IgE(ε)
IgE通常存在于嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞中,其分子質(zhì)量約為190kDa。與IgM結(jié)構(gòu)相似,IgE不含鉸鏈區(qū)但具有兩個額外的恒定結(jié)構(gòu)域代替鉸鏈區(qū)。IgE抗體與I型即時超敏反應(yīng)有關(guān)。
IgG(γ)
IgG是血清中最豐富的抗體,占總免疫球蛋白庫的70-85%,分子量約為150kDa,通常以單體形式存在?;诤愣▍^(qū)基因的結(jié)構(gòu)差異和觸發(fā)不同效應(yīng)功能的能力將其分為4個亞類,IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。彼此間具有高度的序列相似性(約90%相同),但是具有不同的半衰期,抗原結(jié)合特征和補(bǔ)體活化能力。IgG1是最豐富的IgG亞類,主導(dǎo)對蛋白質(zhì)抗原的應(yīng)答。對細(xì)菌莢膜多糖抗原的應(yīng)答主要通過IgG2介導(dǎo),它也是與聚糖抗原反應(yīng)的主要抗體亞類。IgG3是促炎反應(yīng)的有效激活劑,與其他IgG亞類相比,它具有最短的半衰期。IgG4是血清中最不豐富的IgG亞類,通常在反復(fù)接觸相同抗原后或在持續(xù)感染期間產(chǎn)生。IgG的亞類中的IgG1、IgG3、IgG4可以穿過胎盤屏障,是唯一一種能夠胎盤轉(zhuǎn)運的免疫球蛋白,在新生兒抗感染免疫中起重要作用。
IgM(μ)
IgM是B細(xì)胞發(fā)育過程中表達(dá)的第一種免疫球蛋白,是初次免疫應(yīng)答中的主要抗體,分子量約為900kDa。IgM能夠以單體或五聚體的形式存在,與B細(xì)胞表面結(jié)合的是單體形式,在分泌形態(tài)中則是五聚體形式(通過J鏈連接)。五聚體結(jié)構(gòu)使它們能夠有效地結(jié)合抗原表位。由于IgM抗體在B細(xì)胞應(yīng)答的早期表達(dá),它們很少高度突變并具有廣泛的抗原反應(yīng)性,因此在不需要T細(xì)胞幫助的情況下提供對多種抗原的早期反應(yīng)。