抗體基礎(chǔ)知識(shí)介紹

抗體（antibody，Ab）是機(jī)體在體內(nèi)存在的外來分子、微生物等抗原物質(zhì)刺激下，由B淋巴細(xì)胞或記憶細(xì)胞增殖分化成的漿細(xì)胞所產(chǎn)生的、可與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白（immunoglobulins，Ig），主要分布在血清中，也分布于組織液及外分泌液中。

1    抗體的發(fā)展歷程

抗體技術(shù)是免疫學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)各學(xué)科得到了廣泛應(yīng)用。隨著生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，抗體技術(shù)也經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。

第一代抗體——血清多克隆抗體（PcAb）,早在20世紀(jì)初期已發(fā)現(xiàn)血清抗體和細(xì)菌毒素的作用，并用于多種疾病的治療。雖然免疫動(dòng)物制備的血清抗體的免疫原性和非均質(zhì)性給抗體的研究和應(yīng)用造成困難，但由于血清多克隆抗體識(shí)別抗原的廣譜性和識(shí)別不同表位的各種抗體或識(shí)別同種抗原表位的不同克隆的抗體可協(xié)同作用，因而能高效地識(shí)別抗原和阻斷抗原對(duì)機(jī)體的危害，所以血清抗體至今仍不失為一種診治疾病和生命科學(xué)研究的有效制劑。

1975年德國學(xué)者K?hler和英國學(xué)者M(jìn)ilstein合作研究，創(chuàng)立了雜交瘤技術(shù)，使第一代抗體發(fā)展到第二代抗體——單克隆抗體（McAb）。該研究在仙臺(tái)病毒介導(dǎo)下，將經(jīng)綿陽紅細(xì)胞免疫后的小鼠脾細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞（P3-X63/Ag8）融合，融合的細(xì)胞既獲得了親代脾細(xì)胞分泌特異性抗體的特性，又具有骨髓瘤細(xì)胞大量繁殖的能力，成為了一種既能分泌特異性抗體又能長(zhǎng)命的雜交瘤細(xì)胞。這一具有劃時(shí)代意義的新技術(shù)，為抗體的分子生物學(xué)研究提供了一個(gè)新的手段，同時(shí)也為所有需要制備和應(yīng)用抗體的領(lǐng)域提供了一個(gè)全新的方法，極大的促進(jìn)了免疫學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和基礎(chǔ)與臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，受到很多學(xué)者的極大關(guān)注。

20世紀(jì)80年代，在充分認(rèn)識(shí)免疫球蛋白（Ig）基因結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，人們利用DNA重組技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，對(duì)Ig分子進(jìn)行基因水平的切割、拼接或修飾，重新組裝成新型的抗體分子，成為了繼多克隆抗體、單克隆抗體之后的第三代抗體——基因工程抗體（GEAb）。基因工程抗體保留了天然抗體的特異性和主要的生物學(xué)活性，去除或減少了無關(guān)結(jié)構(gòu)，是目前抗體應(yīng)用研究的技術(shù)，且使得抗體的人源化以及制備人抗體成為可能，大大促進(jìn)了抗體技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。

2    抗體分子的基本結(jié)構(gòu)

2.1 重鏈和輕鏈

抗體由四條多肽鏈組成，即兩條相同的相對(duì)分子質(zhì)量較小的輕鏈（light chain，L鏈）和兩條相同的相對(duì)分子質(zhì)量較大的重鏈（heavy chain，H鏈）借二硫鍵連接組成的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

輕鏈由214個(gè)氨基酸殘基組成，分子質(zhì)量約25kDa。根據(jù)輕鏈氨基酸組成和排列順序不同（抗原性的差異），可將輕鏈分為兩種類型，即kappa（k）鏈和lambda（λ）鏈，故免疫球蛋白也可分為兩種類型，即k型和λ型。同一個(gè)天然Ig分子上輕鏈的類型是相同的，但同一機(jī)體內(nèi)可存在兩種類型的抗體分子。每條輕鏈含有兩個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵組成的環(huán)肽。

重鏈大小約為輕鏈的2倍，含450~550個(gè)氨基酸殘基，分子質(zhì)量約為55~75 kDa。不同的H鏈由于氨基酸組成和排列順序以及二硫鍵的數(shù)目和位置不同，其抗原性也不同，根據(jù)H鏈抗原性的差異可將其分為5類，即μ鏈、γ鏈、α鏈、δ鏈和ε鏈。每條H鏈含有4~5個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵組成的環(huán)肽，其中γ鏈、α鏈和δ鏈上含有4個(gè)環(huán)肽，μ鏈和ε鏈含有5個(gè)環(huán)肽。

圖1 抗體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 恒定區(qū)和可變區(qū)

通過對(duì)不同免疫球蛋白H鏈和L鏈的氨基酸序列比較發(fā)現(xiàn)，其氨基端（N端）約110個(gè)氨基酸序列變化很大，稱為可變區(qū)（variable region，V區(qū)），而羧基末端（C端）則相對(duì)穩(wěn)定，變化很小，稱為恒定區(qū)（constant region，C區(qū)）（見圖2）。

圖2 抗體分子的基本結(jié)構(gòu)

可變區(qū)位于L鏈靠近N端的1/2（含108~111個(gè)氨基酸殘基）和H鏈靠近N端的1/5（γ、α和δ）或1/4（μ和ε）。L鏈和H鏈的V區(qū)分別為VL和VH。在每個(gè)V區(qū)中均有一個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接形成的肽環(huán)，每個(gè)肽環(huán)含67~75個(gè)氨基酸殘基。VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成和排列順序具有更高的變異程度，稱為高變區(qū)（hypervariable region，HVR）。VL和VH中的高變區(qū)各有三個(gè)，分別稱為HVR1、HVR2和HVR3，也可稱為CDR1、CDR2和CDR3，一般CDR3具有更高的變異程度。在V區(qū)中非HVR部分的氨基酸組成和排列相對(duì)比較保守，稱為骨架區(qū)（framework region，F(xiàn)R），VL和VH中的骨架區(qū)各有4個(gè)，分別用FR1、FR2、FR3和FR4表示。骨架區(qū)對(duì)于維持CDR的空間構(gòu)型具有重要作用。V區(qū)氨基酸的組成和排列隨抗體結(jié)合抗原的特異性不同有較大的變異。由于V區(qū)中氨基酸組成和排列順序千變?nèi)f化，故可形成許多種具有不同結(jié)合抗原特異性的抗體。

恒定區(qū)位于L鏈靠近C端1/2和H鏈靠近C端3/4（γ、α和δ）區(qū)域或4/5（μ和ε）區(qū)域。L鏈和H鏈的C區(qū)分別為CL和CH。H鏈每個(gè)功能區(qū)含110多個(gè)氨基酸殘基，含有一個(gè)由二硫鍵連接的50~60個(gè)氨基酸殘基組成的肽環(huán)。這個(gè)區(qū)域氨基酸的組成和排列在同一種屬動(dòng)物所有個(gè)體的同一類免疫球蛋白具有相同的抗原特異性。不同抗原的IgG類抗體其可變區(qū)不同，但恒定區(qū)相同。同一抗原的不同類型抗體，其可變區(qū)形同，但恒定區(qū)不相同，表現(xiàn)為類、亞類或型、亞型的差別。

故根據(jù)抗體與抗原的結(jié)合位置，抗體結(jié)構(gòu)可分為兩部分（見圖3）：即“Y"字型頭部的特異性結(jié)合抗原位點(diǎn)的Fab段和尾部相對(duì)保守的Fc段。抗體的特異性體現(xiàn)在Fab段，F(xiàn)ab段的抗原結(jié)合位點(diǎn)可與細(xì)胞上的抗原決定簇發(fā)生特異性的結(jié)合反應(yīng)。

圖3 抗體分子的基本結(jié)構(gòu)

3    抗體的種類和特性

抗體是具有共同結(jié)構(gòu)和功能形式的一大類糖蛋白。根據(jù)重鏈類型不同，可將抗體分成五類，即IgG、IgM、IgA、IgE和IgD，見表1和圖4。

表1 不同抗體類型特點(diǎn)比較表

圖4 不同類型抗體結(jié)構(gòu)圖

4    IPHASE抗體產(chǎn)品

IPHASE憑借多年的產(chǎn)品自主研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，不斷擴(kuò)充了本公司抗體產(chǎn)品類別，現(xiàn)已形成一大批高質(zhì)量的抗體產(chǎn)品，主要涉及到CD分子抗體、細(xì)胞因子抗體、受體抗體和免疫檢查點(diǎn)蛋白抗體四類，可用于多個(gè)領(lǐng)域的研究，如免疫組化、免疫熒光、免疫印記、酶聯(lián)免疫、流式細(xì)胞術(shù)、免疫細(xì)胞化學(xué)、免疫沉淀和細(xì)胞分選等。

CD分子抗體  CD3、CD4、CD8、CD11、CD19、CD20、CD34、CD45、CD56、CD138、CD271等

細(xì)胞因子抗體 IL-6、IL-17A、TSLP等

受體抗體 IL-4R、IL-6R、VEGFR2等

免疫檢查點(diǎn)蛋白抗體  B7H3、PD-1、PD-L1等

IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，推出了多領(lǐng)域、多種類的科研試劑，為藥物早期研發(fā)提供篩選工具，為生命科學(xué)領(lǐng)域的探索提供新材料、新方法和新手段，為遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品。此外，IPHASE/匯智和源可提供特殊產(chǎn)品的定制服務(wù)，望廣大科研工作者咨詢。

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凡使用本公司產(chǎn)品，在國內(nèi)及國際刊物上發(fā)表論文（論文發(fā)表日起一年內(nèi)），并注明產(chǎn)品屬于北京匯智和源/IPHASE所有，即可申請(qǐng)獎(jiǎng)勵(lì)。根據(jù)發(fā)表刊物影響因子不同，給予不同金額獎(jiǎng)品：

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注：禮品卡也可兌換同等金額產(chǎn)品購買抵用券；

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