抗體的制備（一）

抗體是動物機體在抗原刺激下，由B細(xì)胞分化成熟的漿細(xì)胞合成的，并能與抗原特異性結(jié)合的一類球蛋白，亦稱免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)。高等哺乳動物體內(nèi)一般有4種免疫球蛋白，即IgM、IgG、IgA、IgE，在免疫分析中常用的是IgG。IgG的分子量為150～160kD，在動物血清中的含量約為6～16mg·mL^-1，占血清蛋白總量的75％。IgG的基本結(jié)構(gòu)類似英文大寫的“Y”形，如圖8-1所示。IgG由兩條輕鏈(圖中淺色部分)和兩條重鏈(圖中深色部分)組成，輕鏈和重鏈及重鏈和重鏈之間通過二硫鍵(-S-S-)連接。重鏈從其氨基端開始的1/4區(qū)域和輕鏈從其氨基端開始的1/2區(qū)域內(nèi)的氨基酸組合成抗原結(jié)合部位。由圖8-1可以看出，一個IgG分子可以有兩個抗原結(jié)合部位。用木瓜蛋白酶水解IgG，可以得到兩個Fab片段和一個Fc片段。同種生物的IgG，F(xiàn)c片段基本保持不變，稱為穩(wěn)定區(qū)，該區(qū)域有與金色葡萄球菌蛋白A結(jié)合的位點；Fab片段從其氨基端開始的1/2區(qū)域，對不同的抗原有不同的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)，稱為可變區(qū)，該區(qū)域是抗原識別部位。由于IgG分子的抗原識別部位在“Y”，形結(jié)構(gòu)的頂端，這對于抗體的固定化具有重要意義：人們可以通過與Fc片段的特異性結(jié)合而把抗體固定在固相載體上。同時使抗原結(jié)合部位充分暴露，以保持抗體的活性。

圖8-1 抗體基本結(jié)構(gòu)示意圖

凡能刺激肌體產(chǎn)生抗體，并能與之結(jié)合引起特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗原。物質(zhì)刺激肌體產(chǎn)生抗體的特性稱為免疫原性，與相應(yīng)抗體發(fā)生免疫親和反應(yīng)的特性稱為反應(yīng)原性。對一些大分子物質(zhì)，如蛋白、多糖來說，既有免疫原性又有反應(yīng)原性，因此可以直接用來免疫動物制備抗體，這些物質(zhì)又稱為*抗原。而對于環(huán)境分析中的大多數(shù)目標(biāo)化合物來說，由于分子量較小，所以只具有反應(yīng)原性而不具有免疫原性，不能直接刺激肌體產(chǎn)生抗體。但是。可以通過化學(xué)反應(yīng)將目標(biāo)化合物或目標(biāo)化合物的特征結(jié)構(gòu)結(jié)合到載體蛋白上，使之獲得免疫原性，然后免疫動物，即可得到目標(biāo)化合物或特征結(jié)構(gòu)的抗體。這是小分子化合物免疫化學(xué)依據(jù)的基本原理。

抗體與抗原反應(yīng)的一個顯著的特點是反應(yīng)的特異性。這是因為在免疫反應(yīng)中，在抗體的抗原結(jié)合部位，氨基酸組成了非常精致的二維結(jié)構(gòu)，可以與抗原分子的空間結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高度互補(圖8-2)，這種化學(xué)結(jié)構(gòu)與空間構(gòu)型的高度互補性，決定了抗體和抗原反應(yīng)的特異性。但這一特異性又是相對的，一些與抗原分子的抗原決定簇具有相似結(jié)構(gòu)的化合物也可以因為與抗體蛋白的抗原結(jié)合位點具有一定的互補性而被結(jié)合；另外，如果兩種化合物具有部分相同的結(jié)構(gòu)，而這個共同的結(jié)構(gòu)恰好是抗原決定簇，那么這兩種化合物都可能被抗體結(jié)合。

圖8-2 抗體與抗原結(jié)合的空間互補性(YDB編號：1KEL)

抗體與抗原反應(yīng)的另外一個特點是反應(yīng)的可逆性，這也是免疫親和萃取能夠進行的基礎(chǔ)?？乖c抗體分子是通過范德華力、靜電引力、氫鍵、疏水作用等非共價相互作用結(jié)合在一起的。由干通過非共價鍵結(jié)合，所以抗體與抗原分子結(jié)合形成抗體一抗原復(fù)合物的過程是一個動態(tài)平衡過程。一般如下反應(yīng)式表示：

平衡常數(shù)K又稱結(jié)合常數(shù)，表征的是抗體的親和力，抗體與抗原的結(jié)合常數(shù)可達到10⁵～10¹⁰L·mol^-1 。結(jié)合常數(shù)越高說明抗體的抗原結(jié)合位點與抗原在空間位置上的互補性越高，兩者結(jié)合牢固，不易解離。

文章來源：《環(huán)境樣品前處理技術(shù)》

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