抗體
一种主要由浆细胞分泌,被免疫系统用来鉴别与中和外来物质如细菌、病毒等病原体的大型Y形蛋白质,仅被发现存在于脊椎动物的血浆等细胞外液中,及其B细胞的细胞膜表面 / 維基百科,自由的 encyclopedia
抗體(Antibody,Ab)又稱免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)[1],是一種主要由漿細胞分泌,被免疫系統用來鑑別與中和外來物質如細菌、病毒等病原體的大型Y形蛋白質,僅被發現存在於脊椎動物的血漿等細胞外液中,及其B細胞的細胞膜表面[2][3]。抗體能通過其可變區唯一識別特定外來物的一個獨特特徵,該外來目標被稱為抗原。蛋白上Y形的其中兩個分叉頂端都有一被稱為互補位(抗原結合位)的鎖狀結構,該結構僅針對一種特定的抗原表位。這就像一把鑰匙只能開一把鎖一般,使得一種抗體僅能和其中一種抗原相結合。體液免疫系統的主要功能便是製造抗體[4]。抗體也可以與血清中的補體一起直接破壞外來目標。
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抗體和抗原的結合完全依靠「非」共價鍵的交互作用,這些非共價鍵的交互作用包括:靜電力、氫鍵、疏水效應、凡得瓦力。這些交互作用可以發生在側鏈或者多肽主幹之間;這些力量雖然不比共價鍵強,但此多個非共價鍵加成的結果,能讓抗原與抗體緊密結合,卻又具可逆性。正因這種特異性的結合機制,抗體可以「標記」外來微生物以及受感染的細胞,以誘導其他免疫機制對其進行攻擊,又或直接中和其目標,例如通過與入侵和生存至關重要的部分相結合而阻斷微生物的感染能力等,就像通緝犯上了手銬和腳鐐一樣。針對不同的抗原,抗體的結合可能阻斷致病的生化過程,或者召喚巨噬細胞消滅外來物質。而抗體能夠與免疫系統的其它部分交互的能力,是通過其Fc區底部所保留的一個醣基化座實現的[5]。
抗體主要由一種B細胞所分化出來的叫做漿細胞的淋巴球所製造。抗體有兩種物理形態,一種是從細胞分泌到血漿中的可溶解物形態,另一種是依附於B細胞表面的膜結合形態。抗體與細胞膜結合後所形成的複合體又被稱為B細胞受體,這種複合體只存在於B細胞的細胞膜表面,是活化B細胞以及後續分化的重要結構。B細胞分化後成為生產抗體的工廠的漿細胞,或者長期存活於體內以便未來能迅速抵抗相同入侵物的記憶B細胞[6]。在大多數情況下,與B細胞進行互動的輔助型T細胞對於B細胞的完全活化是至關重要的,因為輔助型T細胞負責識別抗原,並促使B細胞能分化出能與該抗原相結合的抗體的漿細胞和記憶型B細胞[7]。而可溶性抗體則被釋放到血液等體液當中(包括各種分泌物),持續抵抗正在入侵的外來微生物。
抗體是免疫球蛋白超家族中的一種醣蛋白[5]。它們是血漿中丙種球蛋白的主要構成成分。抗體通常由一些基礎單元組成,每一個抗體包括:兩個長(大)的重鏈,以及兩個短(小)的輕鏈。而輕鏈和重鏈之間以雙硫鍵連接。輕鏈和重鏈又分為可變區和恆定區,而不同類型的重鏈恆定區,將會導致抗體種型的不同。在哺乳類動物身上已知的不同種型的抗體有五種,它們分別扮演不同的角色,並引導免疫系統對所遇到的不同類型外來入侵物產生正確的免疫反應[8]。
儘管所有的抗體大體上都很相似,然而在蛋白質Y形分叉的兩個頂端有一小部分可以發生非常豐富的變化。這一高變區上的細微變化可達百萬種以上,該位置就是抗原結合位。每一種特定的變化,可以使該抗體和某一個特定的抗原結合[2]。這種極豐富的變化能力,使得免疫系統可以應對同樣非常多變的各種抗原[1]。之所以能產生如此豐富多樣的抗體,是因為編碼抗體基因中,編碼抗原結合位(即互補位)的部分可以隨機組合及突變[8][9]。此外,在免疫種型轉換的過程中,可以修改重鏈的類型,從而製造出對相同抗原專一性的不同種型的抗體,使得同種抗體可以用於不同的免疫系統過程中。