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抗體，也稱為免疫球蛋白 (Ig)，于 1890 年被描述，是一種大型 Y 形糖蛋白，免疫系統(tǒng)使用它來識別和中和外來抗原，例如細(xì)菌或病毒。抗體幾乎能夠結(jié)合任何非自身表面，具有精細(xì)的特異性和高親和力。這些屬性使抗體不僅是免疫的關(guān)鍵，而且是生物醫(yī)學(xué)研究、診斷和治療的工具。
抗體由兩條重鏈和兩條輕鏈組成。根據(jù)多肽序列的微小差異，輕鏈分為 kappa (κ) 或 lambda (λ) 鏈。重鏈定義了抗體的類別或同種型。每條組分鏈包含一個 NH2 末端可變結(jié)構(gòu)域和一個或多個 COOH 末端恒定結(jié)構(gòu)域。每個可變域或恒定域由大約 110-130 個氨基酸組成。兩條輕鏈僅包含一個恒定結(jié)構(gòu)域，而重鏈則包含三個或四個恒定結(jié)構(gòu)域，這定義了同種型。具有三個恒定結(jié)構(gòu)域的重鏈往往包括第一恒定結(jié)構(gòu)域和第二恒定結(jié)構(gòu)域之間的間隔鉸鏈區(qū)。典型的輕鏈的質(zhì)量約為 25 kDa，三恒定結(jié)構(gòu)域重鏈及其鉸鏈的質(zhì)量約為 55 kDa。
抗體被分為由各個類型的重鏈恒定結(jié)構(gòu)域定義的同種型，每種同種型由單獨(dú)的恒定結(jié)構(gòu)域基因編碼。同種型之間重鏈恒定結(jié)構(gòu)域的差異包括鏈間二硫鍵的數(shù)量和位置、連接的寡糖部分的數(shù)量、恒定結(jié)構(gòu)域的數(shù)量和鉸鏈區(qū)的長度。在哺乳動物中，抗體分為五種同種型：IgG、IgM、IgA、IgD 和 IgE。在人類和小鼠中，基于二硫鍵數(shù)量以及鉸鏈區(qū)長度和柔性的微小差異，免疫球蛋白 IgG 進(jìn)一步分為亞類（例如小鼠 IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG2c 和 IgG3）。各種抗體同種型的生物學(xué)特征、結(jié)構(gòu)、靶點(diǎn)特異性和分布各不相同。
體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最主要的同種型是 IgG。它在所有免疫球蛋白同種型中具有最長的血清半衰期。根據(jù)重鏈恒定區(qū)的結(jié)構(gòu)、抗原性和功能差異，IgG進(jìn)一步細(xì)分為四個亞類。 IgG 亞類表現(xiàn)出不同的功能活性。例如，IgG1 和 IgG3 抗體通常是響應(yīng)蛋白質(zhì)抗原而誘導(dǎo)的，而 IgG2 和 IgG4 則與多糖抗原相關(guān)。
循環(huán) IgD 在血清中的含量非常低，并且血清半衰期很短。 IgD 的功能尚不清楚。
IgE 的血清水平低，并且在所有抗體同種型中半衰期最短。 IgE 與超敏反應(yīng)和過敏反應(yīng)以及對寄生蟲感染的反應(yīng)有關(guān)。
IgA 血清水平往往高于 IgM，但遠(yuǎn)低于 IgG。 IgA 通常以單體形式存在于血清中，但它可以形成二聚體，其中第三個恒定區(qū)通過二硫鍵與多肽鏈（即 J 鏈）結(jié)合。 IgA 還含有分泌成分。分泌組分通過二硫鍵連接至二聚體的第二恒定結(jié)構(gòu)域。 IgA 通過直接中和或防止與粘膜表面結(jié)合，對于抵御毒素、病毒和細(xì)菌至關(guān)重要。
免疫反應(yīng)期間產(chǎn)生的第一種抗體是 IgM。成熟和抗原刺激后，IgM 單位通過第四恒定區(qū)中的二硫鍵相互連接，形成五聚體 IgM。五聚體 IgM 還包含 J 鏈，它通過二硫鍵與兩個單體結(jié)合。一般來說，單體 IgM 分子由于其不成熟而具有低親和力，然而，五聚體 IgM 可以通過五聚體抗體和抗原之間的多聚體相互作用實(shí)現(xiàn)高親和力，特別是當(dāng)抗原含有多個重復(fù)表位時。
所有抗體均含有 2 個 F(ab) 區(qū)和 1 個 Fc 區(qū)。 F(ab) 區(qū)對應(yīng)于抗體分子的兩個相同的臂，其包含與重鏈的可變域和第一恒定域配對的完整輕鏈。 Fc區(qū)對應(yīng)于重鏈的恒定結(jié)構(gòu)域，不包括第一恒定結(jié)構(gòu)域。這三個區(qū)域通常稱為片段，可以通過蛋白水解酶消化來分離。用木瓜蛋白酶消化將抗體切割成三個片段，即兩個 F(ab) 片段和一個 Fc 片段，而胃蛋白酶不會分離兩個 F(ab) 片段，從而產(chǎn)生一個 Fc 片段和一個 F(ab')2 片段由通過二硫鍵連接的兩個 F(ab) 片段組成。F(ab) 和 F(ab')2 片段即使在消化后仍保留結(jié)合抗原的能力，這使其成為某些免疫化學(xué)技術(shù)和實(shí)驗應(yīng)用的理想選擇。
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