抗体基本结构介绍

作者：杨超月

抗体是一种免疫球蛋白，由B淋巴细胞产生。抗体的单体是一个Y形的分子，有4条多肽链组成。其中包括两条相同的重链，以及两条相同的轻链，之间由双硫键连接在一起。每条重链50kDa，每条轻链25kDa，轻重链间存在二硫键链接。

全长抗体结构图

图1：抗体结构图

轻链

轻链包括可变区和恒定区，可变区约占轻链的1/2。

重链

重链包括可变区和恒定区。根据重链的不同，可以将抗体分为不同的种类，例如哺乳动物 Ig 的重链有α、δ、ε、γ和 μ 五种,相对应可以将哺乳动物Ig分为 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM 五类。

可变区

抗体分子的N端存在一段氨基酸序列变化较大的区域，该区域称为可变区。可变区中存在可以与抗原特结合的部位，即抗原结合位点。一个抗体有两个抗原结合位点，可以同时结合两个抗原分子。在可变区中有三个区域的序列高度变化，成为高变区（hypervariable region，HVR）又称为抗原互补决定区（complementarity determining region，CDR）。可变区主要通过其3个CHR区形成3个环状结构与抗原特异性结合。可变区中非CDR部分成为骨架区（framework region，FR），其氨基酸组成和排列变化相对CDR较少。可变区中CDR与FR的组成方式为“FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4”

IgG抗体结构

图2：IgG抗体结构示意图

恒定区

抗体分子C端氨基酸序列相对稳定，该区域称为恒定区。同一种抗体的恒定区是相同的。抗体轻链的恒定区由一个Ig结构域构成；重链的恒定区由3-4个串联的Ig结构域及一个用于增加灵活性的铰链区构成。IgA、IgE、IgG有三个结构域（CH1、CH2、CH3），IgD、IgM有四个结构域（CH1、CH2、CH3、CH4）。不同种类抗体的铰链区存在一定的差异，IgA的铰链区较短，IgD 的铰链区较长，IgM 和IgE 无铰链区。

Fab片段

IgG分子在木瓜蛋白酶的作用下可以被降解为两个Fab段及一个Fc段。Fab段由抗体轻链的可变区、轻链的恒定区、重链的可变区及重链恒定区构成。可变区是与抗原结合的部位，因此Fab段又称为抗原结合段（详细Fab片段介绍）。

Fc段

Fc段包含了所有抗体分子共有的蛋白质序列以及各个类别独有的决定簇。Fc段有多种生物学活性，具有结合补体、结合Fc受体、通过胎盘等作用。

人Ig属性表抗体 IgG IgA IgM IgD IgE
重链类型 γ α µ δ ε
重链亚型 γ1 γ2 γ3 γ4 α1 α2 / / /
重链MW（kDa） 50 50 60 50 55 55 70 62 70
轻链MW（kDa） 23 23 23 23 23 23 23 23
总MW（kDa） 150 150 170 150 160（血清)
600（分泌） 160（血清)
600（分泌) 970 180 190
补体结合弱弱强无无无强无无
Fc受体结合强弱强弱有有有有有
胎盘转移强弱强强无无无无无
鼠Ig属性表抗体亚型 IgG IgA IgM IgD IgE
重链类型 γ α µ δ ε
重链亚型 γ1 γ2a γ2b γ3
抗体MW（kDa） 160 160（单体)
350-400 900 180 190
血清半衰期（天） 8-11 3-12 2.6-3.5 4-8 0.5-1 0.5-1 <1 <1
碳水化合物比例（%） 2-3 7-11 9-12 12-15 12
补体结合弱强强中弱强 / /
沉降系数 6.6 6.7 19 6.8 8