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上海金穗生物科技有限公司

重鏈和輕鏈的可變區(qū)形成抗原結(jié)合部位及其多樣性的多基因機(jī)制

時(shí)間:2012-9-24閱讀:4069
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一條重鏈和一條輕鏈的可變區(qū)結(jié)合形成一個(gè)抗原結(jié)合部位。可變區(qū)的不均一性是存在多種多樣抗原結(jié)合部位而形成龐大抗體庫的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。由此被機(jī)體用來啟動(dòng)有效的免疫反應(yīng)。然而序列的不一致性并非隨機(jī)發(fā)生在所有可變區(qū),而是集中分布在一些由5~10個(gè)氨基酸組成的高變區(qū),它們形成與抗原結(jié)合的部位。大部分氨基酸的變化發(fā)生在每條鏈上的3個(gè)短的結(jié)構(gòu)區(qū)。也就是說,輕鏈和重鏈各有3個(gè)高變區(qū)。這些高變區(qū)組成了抗體和抗原結(jié)合的主要接觸殘基,并且位于與抗原相互作用的短氨基酸環(huán)上。因?yàn)楦咦儏^(qū)是與抗原真正結(jié)合的部位,故又稱為互補(bǔ)決定區(qū)(complementarity determining regions,CDRs)。

 
    一個(gè)動(dòng)物能對(duì)大量不同的和以前從未接觸過的抗原發(fā)生反應(yīng),就必須存在著極大量的能與不同抗原結(jié)合部位結(jié)合的抗體庫。每一種抗體由單一克隆B細(xì)胞或其后代漿細(xì)胞所分泌。因此,抗原結(jié)合部位的多樣性就意味著要產(chǎn)生大量不同的B細(xì)胞克隆,每個(gè)B細(xì)胞克隆分泌一種與特定抗原結(jié)合的抗體。隨著機(jī)體進(jìn)化,已能產(chǎn)生大量B細(xì)胞克隆,合成含不同抗原結(jié)合區(qū)的抗體。了解高變區(qū)多樣性形成的機(jī)制具有重要的意義。
 
    輕鏈和重鏈可變區(qū)的多樣性可歸納為以下四個(gè)主要方面:①存在眾多基因編碼片段,每個(gè)基因片段特異性編碼不同的抗原結(jié)合部位;②同源基因重組,促進(jìn)了產(chǎn)生抗體可變區(qū)序列的多樣性,連接區(qū)核苷酸的隨機(jī)插入更增加了新的多樣性;③編碼區(qū)的突變;④不同重鏈和輕鏈的隨機(jī)組合。估計(jì)機(jī)體可產(chǎn)生1012不同類型的抗原結(jié)合區(qū)。對(duì)產(chǎn)生如此眾多抗原結(jié)合區(qū)的分子機(jī)制的認(rèn)識(shí),是現(xiàn)代生物學(xué)zui令人激動(dòng)和zui重要的領(lǐng)域。
 
    既然某一特異性抗體僅由一種B細(xì)胞克隆產(chǎn)生,那么在B細(xì)胞及其后代的分化過程中就只允許它們?cè)谔囟ǖ挠邢薹秶鷥?nèi)產(chǎn)生抗體:在接受抗原刺激后,能產(chǎn)生特異性識(shí)別抗原表位抗體的B細(xì)胞,通過抗原受體被選擇出來,抗原受體是細(xì)胞膜上的免疫球蛋白(表面抗體)。受刺激的B細(xì)胞根據(jù)其表面抗體和抗原結(jié)合程度強(qiáng)弱發(fā)生增殖,并且在增殖過程中進(jìn)一步發(fā)生變化,以產(chǎn)生更精密的抗原結(jié)合部位。當(dāng)再次接觸抗原后,能產(chǎn)生高親合力抗體的B細(xì)胞被選擇出來,并進(jìn)一步增殖分化,產(chǎn)生高特異性、高親和力、應(yīng)的抗體。這也為研究人員提供了制備對(duì)抗原具有高親和力、價(jià)抗體和獲得更有用的試劑的可能性。

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