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免疫球蛋白,也称为抗体,是由浆细胞(白细胞)产生的糖蛋白分子。它们是免疫反应的重要组成部分,能够识别并结合细菌或病毒等特定抗原,并协助消灭它们。抗体免疫反应非常复杂且具有极高的特异性。各种免疫球蛋白的类别和亚类(同种型)在生物学特性、结构、靶标特异性和分布方面均有所不同。因此,对免疫球蛋白同种型进行评估,有助于深入了解复杂的体液免疫反应。对免疫球蛋白的结构和类别进行评估和了解,对于选择和制备抗体作为免疫测定和其他检测应用的工具也很重要。
免疫球蛋白有两种主要形式:可溶性抗体和膜结合抗体(后者包含疏水性的跨膜区)。可变剪接可调节分泌抗体和B细胞表面结合B细胞受体的产生。
膜结合免疫球蛋白与两种辅助肽以非共价键结合,形成B细胞抗原受体复合物。B 细胞表达的第一个抗原受体是 IgM 和 IgD。该受体是B细胞准备产生的抗体的原型。B 细胞受体(BCR)只能结合抗原。它是 Igα 和 Igβ 的异二聚体,使细胞能够传递信号并响应细胞表面抗原的存在。产生的信号导致浆细胞内B细胞生长和增殖以及抗体产生。
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浆细胞产生的各种抗体按同种型分类,每种抗体在功能和抗原反应方面存在差异,主要原因是结构不同。在胎盘哺乳动物中已发现五种主要抗体:IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM。 这种分类是基于抗体重链恒定区(Fc)中氨基酸序列的差异。根据重链氨基酸序列的细微差异,可将 IgG 和 IgA 进一步分为亚类(例如,人类 IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1 和 IgA2)。
根据轻链恒定区域氨基酸序列的差异,可以通过确定轻链的类型(κ 轻链或 λ 轻链)进一步对免疫球蛋白进行亚类划分。轻链有两个连续的域:一个恒定域和一个可变域。不同物种中这两种轻链的比例差异很大,但轻链总是要么都是 κ 型,要么都是 λ 型,而不会同时出现 κ 型和 λ 型。
确定个体亚类对于评估原发性免疫缺陷或免疫反应非常重要,尤其是在总 IgG 或 IgA 浓度没有改变或升高的情况下。
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B 细胞在适应性免疫中的主要功能之一是通过分泌特异性抗体来应对入侵的病原体及其毒性产物,从而产生体液反应。其中一些细胞可以发生“类转换”,从而表达新的抗体同种型。例如,抗体同种型可以从 IgM 转换到所有可能的类(例如 IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgE)。在转换过程中,重链的恒定区域会发生变化,但重链的可变区域不会改变。这种转换不会影响抗体对抗原的特异性,但会改变每类抗体可执行的效应功能。抗体类转换的关键取决于细胞因子的类型。抗体类转换的关键取决于细胞因子的类型。多种细胞因子,如 IL-4、IL-5、IFN-γ 和 TGF-β,均与类转换有关。在特定阶段,细胞将失去转换到先前产生的类别的能力。
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免疫反应会因免疫系统接触的抗原不同而异,因此,量化特定抗体水平有助于解释免疫接种或疫苗接种后的免疫反应。
评估人类单克隆抗体水平也被广泛用作诊断指标,以确定免疫球蛋白缺乏症,例如自身免疫性疾病和胃肠道疾病,这些疾病的特点是特定同种型缺乏或一种或多种同种型浓度变化。疾病状态包括缺乏一种同种型或亚型,以及完全缺乏免疫球蛋白。
不同同种型与特定树脂结合的能力也不同。了解同种型对于评估最佳纯化技术至关重要,这样才能获得所需抗体的最大产量和纯度。
人类免疫球蛋白及其特性。 | |||||
免疫球蛋白 | 血清水平 (mg/mL) | 分子质量 (kD) | 激活/结合补体 | 半衰期 (天) | |
人 | IgA1 | 0.6–3 | 160 (单体) | - | 5.5 |
人 | IgA2 | 0.06–0.6 | 160 (单体) | - | 5.5 |
人 | IgM | 1.5 | 970 (五聚物) | +++ | 5-10 |
人 | IgE | 5 x 10-5 | 188 | - | 2 |
人 | IgG1 | 3.8–11.4 | 146 | ++ | 23 |
人 | IgG2 | 1.5–6.9 | 146 | + | 23 |
人 | IgG3 | 0.2-1.7 | 165 | +++ | 7 |
人 | IgG4 | 0.08–1.4 | 146 | - | 23 |
+++ = 非常强;++ = 强;+ = 中等;- = 弱