化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
關(guān)于抗體種類繁多，你知道原因么
閱讀：2290 發(fā)布時(shí)間：2020-1-3人類生活在雜亂多變的環(huán)境中,，每時(shí)每刻都會(huì)觸摸到各式各樣的微生物,，受到一些相似抗原物質(zhì)的侵?jǐn)_，從而使機(jī)體致病,。為了抵御這些外來(lái)侵?jǐn)_,，使自身得以持續(xù)生存，人體必須構(gòu)成幾十萬(wàn),、幾百萬(wàn)甚至更多種相應(yīng)的特異性抗體以抵擋外界的抗原物質(zhì),，才華免遭其害，保護(hù)自己,。咱們會(huì)從抗體的發(fā)作及多樣性進(jìn)行其原因的論述與剖析,。
1.抗原的遞上
抗原遞上細(xì)胞（antigen presenting cell, APC）的抗原遞上作用是一個(gè)涉及抗原汲取、處理與遞上的雜亂進(jìn)程,。Z首要的抗原遞上分子是首要組織相容性復(fù)合物（majorhistocompatibility complex, MHC）,。MHC分為兩個(gè)大類：MHC-I和MHC-II,它們遞上的抗原蛋白來(lái)歷不同，降解抗原的方法不同,，結(jié)合肽段長(zhǎng)度也不同,，可以分別將抗原遞上給細(xì)胞毒性T細(xì)胞 (CD8 T cell) 和輔佐型T細(xì)胞 (CD4 T cell) 。結(jié)合現(xiàn)以MHC-II遞上外源性蛋白為例簡(jiǎn)述抗原提成進(jìn)程,。
外源性抗原經(jīng)APC吞噬或吞飲作用,，被攝入胞內(nèi)構(gòu)成吞噬體，后者與溶酶體交融構(gòu)成吞噬溶酶體,?？乖谕淌扇苊阁w內(nèi)酸性環(huán)境中被蛋白水解酶降解為小分子多肽，其間具有免疫原性的稱為抗原肽,。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中組成的MHC-II類分子進(jìn)入高爾基體后,，由分泌小泡帶著，通過(guò)與吞噬溶酶體交融,，使抗原肽與小泡內(nèi)MHC-Ⅱ類分子結(jié)合構(gòu)成抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物,。所構(gòu)成的復(fù)合物可能在高爾基復(fù)合體參與下被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜表面，被T細(xì)胞受體（TCR）辨認(rèn)并遞上給TH細(xì)胞[6],。供TCR辨認(rèn)的先決條件是兩種細(xì)胞的直接觸摸并彼此作用,。這種細(xì)胞間的彼此作用涉及APC與TH表面多種分子。除了TCR特異性地同時(shí)辨認(rèn)多肽-MHC-Ⅱ分子的復(fù)合物外,，某些粘附分子也參與抗原遞上進(jìn)程,。活化的TH細(xì)胞可分泌各種細(xì)胞因子,，用于B細(xì)胞,、Tc細(xì)胞等的激活進(jìn)程，發(fā)作可清除抗原的特異性抗體。
2.B細(xì)胞分化及抗體的發(fā)作
哺乳類動(dòng)物B細(xì)胞的分化進(jìn)程首要可分為前B細(xì)胞,、不老到B細(xì)胞、老到B細(xì)胞,、活化B細(xì)胞和漿細(xì)胞五個(gè)階段,。其間前B細(xì)胞和不老到B細(xì)胞的分化是抗原非依托的，其分化進(jìn)程在骨髓中進(jìn)行,，不老到B細(xì)胞初步表達(dá)膜結(jié)合型IgM（mIgM）,。抗原依托階段是指老到B細(xì)胞（膜表面同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD）在抗原刺激后,，在APC和TH細(xì)胞的輔佐下成為活化B細(xì)胞（mIg逐漸下降,，分泌型Ig逐漸添加，并可發(fā)作Ig基因重鏈的類別轉(zhuǎn)換）,，并持續(xù)分化為組成和分泌抗體的漿細(xì)胞,，發(fā)揮體液免疫的功用，這個(gè)階段的分化首要是在外周免疫器官中進(jìn)行的,。
因而,，抗體存在于脊椎動(dòng)物的血液等體液中，及其B細(xì)胞的細(xì)胞膜表面,，其首要功用是與抗原結(jié)合后,，有效地清除侵入機(jī)體內(nèi)的微生物、寄生蟲(chóng)等異物,。
抗體是具有4條多肽鏈的對(duì)稱結(jié)構(gòu),，其間2條較長(zhǎng)、相對(duì)分子量較大的相同的重鏈（H鏈）,；2條較短,、相對(duì)分子量較小的相同的輕鏈（L鏈）。鏈間由二硫鍵和非共價(jià)鍵聯(lián)合構(gòu)成一個(gè)由4條多肽鏈構(gòu)成的單體分子,。輕鏈有κ和λ兩種,，重鏈有γ、μ,、α,、ε和δ五種[7]，依據(jù)重鏈分型不同Ig分為IgM,、IgG,、IgA、IgD和IgE 五類,。
整個(gè)抗體分子可分為安穩(wěn)區(qū)和可變區(qū)兩部分,。在給定的物種中，不同抗體分子的安穩(wěn)區(qū)都具有相同的或幾乎相同的氨基酸序列?？勺儏^(qū)坐落"Y"的兩臂末端,，也稱抗原結(jié)合片段（antigen-binding fragment, Fab），一個(gè)抗體分子上的兩個(gè)抗原結(jié)合部位是相同的,；"Y"的柄部稱結(jié)晶片段（crystalline fragment, FC）,。
3.免疫球蛋白多樣性
抗體的組成極為雜亂，是由不可勝數(shù),、多種多樣的Ig分子所組成,。這些Ig分子在形狀、巨細(xì),、結(jié)構(gòu)以及氨基酸的組成和擺放上,，既相似，又有差別,。
3.1可變區(qū)異質(zhì)性
安穩(wěn)區(qū)的基因可以抉擇Ig分子的類別和亞類,，為構(gòu)成Ig分子多樣性的原因之一，但構(gòu)成免疫球蛋白分子多樣性的首要原因在于可變區(qū)的異質(zhì)性,。
在可變區(qū)內(nèi)有一小部分氨基酸殘基改變特別強(qiáng)烈,，這些氨基酸的殘基組成和擺放順序更易發(fā)作變異，稱高變區(qū),。高變區(qū)坐落分子表面,，Z多由17個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，少則只要2~3個(gè),。高變區(qū)是抗原結(jié)合位,，與抗原表位互補(bǔ)，又稱為互補(bǔ)抉擇區(qū)（complement-determiningregions,，CDRs）,，其氨基酸序列抉擇了該抗體結(jié)合抗原抗原的特異性。重鏈及輕鏈各含有三個(gè)CDR,，在三維空間結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)為環(huán)狀,，分布在抗體分子表面與抗原特異性結(jié)合。
3.2 V(D)J重組
抗體的L鏈由C,、V,、J三個(gè)基因簇編碼
H鏈由C、V,、D,、J四個(gè)基因簇編碼
人類控制免疫球蛋白H鏈的基因位點(diǎn)在第14號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，由編碼可變區(qū)的V基因片段（VH）,、D基因片段（DH）,、J基因片段（JH）、C基因片段（CH）4類基因片段組成，其間VH有45種,、DH有23種,、JH有6種、CH有9種,。H鏈上的安穩(wěn)區(qū)由C基因片段控制,，一般是安穩(wěn)不變的；H鏈上的可變區(qū)由VH,、DH,、JH 3種基因片段控制,。在漿細(xì)胞老到進(jìn)程中重鏈基因的VH,、JH、DH 3種基因片段間可以發(fā)作隨機(jī)重組,，不同的組合導(dǎo)至發(fā)作不同結(jié)構(gòu)的重鏈基因,。
依據(jù)體細(xì)胞基因重排學(xué)說(shuō)，B細(xì)胞在結(jié)束重鏈可變區(qū)基因的重排后,，初步輕鏈（Lλ鏈和Lκ鏈）可變區(qū)基因的重排,。人類控制Lλ鏈的基因位點(diǎn)在第22號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，有Vλ,、Jλ和Cλ 3類基因片段,，其間Vλ有30種、Jλ有4種,、Cλ有4種,。Lλ鏈上的安穩(wěn)區(qū)由Cλ基因片段控制，一般是安穩(wěn)不變,；Lλ鏈上的可變區(qū)由Vλ和Jλ 2種基因片段控制,。在漿細(xì)胞老到進(jìn)程中，Lλ鏈基因的Vλ和Jλ 2種基因片段間可以發(fā)作隨機(jī)重組,，不同的組合發(fā)作不同結(jié)構(gòu)的Lλ鏈基因,。人類控制Lκ鏈的基因位點(diǎn)在第2號(hào)染色體短臂上，有Vκ,、Jκ,、Cκ 3類基因片段，其間Vκ有40種,、Jκ有5種,、Cκ僅1種。
這些外顯子在重組酶（RE）的作用下,，通過(guò)多種多樣的重排,，所組成出的肽鏈，還要再進(jìn)一步進(jìn)行L和H鏈組合，這樣終究的抗體種類就非常多了,?？贵w基因重排發(fā)作在淋巴細(xì)胞分化的時(shí)分。
驟變后發(fā)作的各種B細(xì)胞克隆的BCR親和力各不相同,，在其表面表達(dá)高親和力抗體的B細(xì)胞會(huì)在與其他細(xì)胞的反應(yīng)中取得強(qiáng)烈的存活信號(hào),，而表達(dá)低親和力抗體的B細(xì)胞則逐漸凋亡。其整體結(jié)果是,，后代B細(xì)胞及其發(fā)作的抗體對(duì)抗原的平均親和力得到了提高,，稱為抗體的親和力老到(affinity maturation)，使所分泌的抗體可更有效地保護(hù)機(jī)體免受外來(lái)抗原的再次侵襲,。只要那些表達(dá)高親和力抗原受體的B細(xì)胞,，才華有效的結(jié)合抗原，并在抗原特異的Th細(xì)胞增殖,，發(fā)作高親和力抗體,。
在以上多樣性抗體基因指導(dǎo)下，構(gòu)成了多種多樣的重鏈蛋白質(zhì)分子和輕鏈蛋白質(zhì)分子,。此外,，受體修正、免疫球蛋白的類別轉(zhuǎn)換等要素也可以大大添加免疫球蛋白結(jié)構(gòu)的多樣性,?？梢哉f(shuō)，自然界有多少種抗原物質(zhì),，人體就能發(fā)作多少種免疫球蛋白分子,，就能構(gòu)成多少種抗體。