一條重鏈和一條輕鏈的可變區(qū)結合形成一個抗原結合部位??勺儏^(qū)的不均一性是存在多種多樣抗原結合部位而形成龐大抗體庫的結構基礎。由此被機體用來啟動有效的免疫反應。然而序列的不一致性并非隨機發(fā)生在所有可變區(qū),而是集中分布在一些由5~10個氨基酸組成的高變區(qū),它們形成與抗原結合的部位。大部分氨基酸的變化發(fā)生在每條鏈上的3個短的結構區(qū)。也就是說,輕鏈和重鏈各有3個高變區(qū)。這些高變區(qū)組成了抗體和抗原結合的主要接觸殘基,并且位于與抗原相互作用的短氨基酸環(huán)上。因為高變區(qū)是與抗原真正結合的部位,故又稱為互補決定區(qū)(complementarity determining regions,CDRs)。
一個動物能對大量不同的和以前從未接觸過的抗原發(fā)生反應,就必須存在著極大量的能與不同抗原結合部位結合的抗體庫。每一種抗體由單一克隆B細胞或其后代漿細胞所分泌。因此,抗原結合部位的多樣性就意味著要產生大量不同的B細胞克隆,每個B細胞克隆分泌一種與特定抗原結合的抗體。隨著機體進化,已能產生大量B細胞克隆,合成含不同抗原結合區(qū)的抗體。了解高變區(qū)多樣性形成的機制具有重要的意義。
輕鏈和重鏈可變區(qū)的多樣性可歸納為以下四個主要方面:①存在眾多基因編碼片段,每個基因片段特異性編碼不同的抗原結合部位;②同源基因重組,促進了產生抗體可變區(qū)序列的多樣性,連接區(qū)核苷酸的隨機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組合。估計機體可產生1012不同類型的抗原結合區(qū)。對產生如此眾多抗原結合區(qū)的分子機制的認識,是現代生物學zui令人激動和zui重要的領域。
既然某一特異性抗體僅由一種B細胞克隆產生,那么在B細胞及其后代的分化過程中就只允許它們在特定的有限范圍內產生抗體:在接受抗原刺激后,能產生特異性識別抗原表位抗體的B細胞,通過抗原受體被選擇出來,抗原受體是細胞膜上的免疫球蛋白(表面抗體)。受刺激的B細胞根據其表面抗體和抗原結合程度強弱發(fā)生增殖,并且在增殖過程中進一步發(fā)生變化,以產生更精密的抗原結合部位。當再次接觸抗原后,能產生高親合力抗體的B細胞被選擇出來,并進一步增殖分化,產生高特異性、高親和力、應的抗體。這也為研究人員提供了制備對抗原具有高親和力、價抗體和獲得更有用的試劑的可能性。