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北京AU标记抗体公司讲解抗体的结构有哪些

时间:2019-12-11 3:00:00  来源:http://bj.saiboerbio.com/news289580.html

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一、抗体的基本结构

经x线晶体衍射结构分析发现,Ig由四条多肽链组成,各肽链之间南数量不等的链间二硫键连接。Ig可形成“Y”字型结构,称为Ig单体,是构成抗体的基本单位。

(一)重链和轻链

AU标记抗体公司讲解天然Ig分子含有四条异源性多肽链,其中,分子鼍较大的两条链称为重链(heavy chain,H),而分子量较小的两条链称为轻链(Light chain,L)。同一Ig分子中的两条H链和两条L链的氨基酸组成完全相同。

1.重链分子量为50 000~75 000,由450~550个氨基酸残基组成。重链恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同,其抗原性也不同。据此,可将12分为5类(class),即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE,其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。不同类的Ig具有不同的特征,如链内和链间二硫键的数量和位置、结构域的数量及铰链区的长度等均不完全相同。AU北京标记抗体公司讲解即使是同一类的Ig,其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数量、位置也不同,据此又可将同类Ig分为不同的亚类(subclass)。例如,人lgG可分为四个亚类,包括IgGl、IgG2、IgG3和IgG4;人IgA可分为IgAl和lgA2两个亚类。

2.轻链分子量约为25 000,由214个氨基酸残基构成。轻链可分为两种,分别为kappa(κ)链和lambda(λ)链。据此,可将lg分为两型(type),即κ型和λ型。AU北京标记抗体公司讲解一个Ig分子上两条轻链的型别总是相同的。不同类Ig既存在κ型,也存在λ型。同一个体内可同时存在κ型和λ型的Ig分子,不同种属生物体内两型轻链的比例不同。正常人血清Ig的κ:λ约为2:1,而在小鼠则为20:1。lg的κ与λ的比例异常可以反映免疫系统的异常。根据λ链恒定区个别氨基酸的差异,又可将λ链分为λl、λ2、λ3和λ4四个亚型(subtype) 。

(二)可变区和恒定区

AU标记抗体公司通过分析不同Ig重链和轻链的氨基酸序列发现,重链和轻链靠近N端的约1 10个氨基酸序列变化很大,其他部分氨基酸序列相对恒定。因此,将Ig轻链和重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域称为可变区(variable region,V),分别占重链和轻链的1/4和1/2;将靠近C端的氨基酸序列相对稳定的区域,称为恒定区(constant region,C),分别占重链和轻链的3/4和1/2。

1.可变区 重链和轻链的V区分别称为VH和VL。VH和VL中各含有3个氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域,称为高变区(hypervariable region,HVR)或互补决定区(complementarity determining region,CDR), 包括HVRl(CDRl)、HVR2(CDR2) 和HVR3(CDR3),其中,HVR3(CDR3)变化程度更高。VH的3个高变区分别位于29~31、49~58和95~102位氨基酸,而VL的3个高变区分别位于28~35、49~56和91~98位氨基酸。VH和VL的3个CDR共同组成Ig的抗原结合部位(antigen-binding site),决定抗体的特异性,是抗体识别及结合抗原的部位。AU标记抗体公司讲解在V区中,CDR之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对保守,称为骨架区(framework region,FR)。VH或VL各有四个骨架区,分别用 FR1、FR2、FR3和FR4表示。

2.恒定区 重链和轻链的C区分别称为CH和CL。不同型(κ或λ)Ig的CL长度基本一致,但是不同类Ig的CH长度不同,例如IgG、IgA和IgD包括CH1、CH2和CH3,而IgM和IgE则包括CHl、CH2、CH3和CH4。

(三)铰链区

铰链区(hinge region)位于CH1与CH2之间,富含脯氨酸,易伸展弯曲,从而改变抗原结合部位之间的距离,有利于抗体结合位于不同位置的抗原表位。铰链区易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解,产生不同的水解片段。不同类Ig的铰链区不尽相同,例如人IgGl、IgG2、IgG4和IgA的铰链区较短,IgG3和IgD的铰链区较长,而IgM和IgE无铰链区。

二、抗体的结构域

Ig分子的两条重链和两条轻链都可折叠成数个球形结构域(domain),每个结构域行使其相应的功能。轻链有VL和CL两个结构域;IgG、IgA和IgD的重链有VH、CH1、CH2和CH3四个结构域;IgM和IgE的重链有五个结构域,即多一个CH4结构域。每个结构域由约110个氨基酸组成,氨基酸序列具有相似性,其二级结构是由几条多肽链折叠形成的两个反向平行的β片层(anti—parallel β sheet)构成的,两个β片层中心的两个半胱氨酸残基由一个链内二硫键垂直连接,形成一个“β桶状(βbarrel)”或“β-三明治 (β sandwich)”结构,这种折式称为免疫球蛋白折叠(immunoglobulin folding)。许多膜型和分泌型的蛋白质分子也含有这类独特折叠的二级结构,因此,这类分子被统称为免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)  。

三、J链和分泌片

Ig轻链和重链除上述基本结构外,某些类别的Ig还含有其他辅助成分,如J链和分泌片。

(一) J链

J链(joining chain)是一条富含半胱氨酸的多肽链,由浆细胞合成,其主要功能是将多个Ig单体连接为多聚体。2个IgA单体由J链相互连接形成二聚体,5个IgM单体由二硫键相互连接,并通过二硫键与J链连接形成五聚体。IgG、IgD和IgE常为单体,无J链。

(二) 分泌片

分泌片(secretory piece,SP)又称为分泌成分(secretory component,SC),是分泌型IgA分子上的一个辅助成分,为一种含糖的肽链,由黏膜上皮细胞合成和分泌,以非共价形式结合于IgA二聚体上,使其成为分泌型IgA(SIgA),并一起被分泌到黏膜表面。分泌片能保护SIgA的铰链区不被蛋白水解酶降解。 

四、抗体分子的水解片段

AU标记抗体公司讲解在一定条件下,Ig分子肽链的某些部分易被蛋白酶水解为不同片段。木瓜蛋白酶(papain)和胃蛋白酶(pepsin)是最常用的两种Ig蛋白水解酶,并可籍此研究Ig的结构和功能,分离和纯化特定的12多肽片段。

(一) 木瓜蛋白酶水解片段

木瓜蛋白酶水解Ig的部位是在铰链区二硫键连接的两条重链的近N端,可将Ig裂解为两个完全相同的Fab段和一个Fc段。Fab段即抗原结合片段(fragment antigenbinding,Fab),由一条完整的轻链与重链的VH和CHl结构域组成。一个Fab片段为单价,可与抗原结合但不产生凝集反应或沉淀反应;Fc段即可结晶片段(fragment crystallizable,Fc),由Ig的CH2和CH3结构域组成。Fc段无抗原结合活性,是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位。

(二)胃蛋白酶水解片段

胃蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链的近c端,水解Ig后可获得一个F(ab’)2片段和一些小片段pFc ’。F(ab’)2是由两个Fab段及铰链区组成,由于Ig分子的两个臂仍由二硫键连接,因此F(ab’)2片段为双价,可同时结合两个抗原表位,与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应。由于F(ab’)2片段既保留了结合相应抗原的生物学活性,又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用,因而被广泛用于制备生物制品,如白喉抗毒素、破伤风抗毒素均是经胃蛋白酶消化后精制提纯的生物制品。胃蛋白酶水解Ig后所产生的pFc 7最终被降解,无生物学作用

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