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抗原决定簇与抗原特异性

发布时间:2016-10-01 08:32:00来源:抗体知识专题

 
 
抗原决定簇与抗原特异性
 

抗原的定义是指能够刺激机体产生(特异性)免疫应答,并能与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞在体内外结合,发生免疫效应(特异性反应)的物质。

  抗原的特异性指的是物质间的相互吻合性或针对性、专一性。抗原的特异性表现在抗原性和免疫原性两方面。前者指某一特定抗原只能与其对应的抗体或效应B淋巴细胞发生特异性结合反应,后者指某一特定抗原只能激发机体相对应的淋巴细胞产生针对该抗原的特异性抗体或效应B细胞。

  那么,什么是抗原决定簇呢?

  如果把抗原比作一个人,那么抗原决定簇就好比人的脸,我们看一个人是谁,首先是看一个人的脸。

  抗原决定簇或表位(antigenic determinant or epitope)是存在于抗原分子表面、决定抗原特异性的特殊化学基团,是抗原与抗体相互作用的区域,一般由4至6个氨基酸组成。抗原能通过表面抗原决定簇和相应的淋巴细胞表面抗原受体结合从而激发免疫应答,也能通过和相应的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合而发生免疫应答。因此,抗原特异性取决于抗原决定簇,即抗原决定簇的性质、种类、数目以及空间构型决定了抗原的特异性。

抗体与抗原表面的抗原决定簇结合

  图1 抗体与抗原表面的抗原决定簇结合

  接下来要探讨的是,抗原决定簇究竟有哪些类型呢?

不同的抗原决定簇

  图2 不同的抗原决定簇

  (2)半抗原(Incomplete Antigen or Hapten) 即不完全抗原,是指仅具有免疫反应特异性而无免疫原性的简单小分子抗原,如某些多糖、类脂和药物等。半抗原单独作用无免疫抗原,用化学方法将半抗原与蛋白载体结合形成半抗原-载体复合物,即可获得免疫原性(图2)。偶联的半抗原是作为载体分子上的抗原决定簇来发挥免疫效应的。用这种复合物免疫机体不但可产生针对蛋白载体的抗体,也可产生针对半抗原的抗体,免疫学中半抗原与抗原决定簇或表位具有相同的含义和作用。

  1.根据结构,可以把表位分为构象决定簇、线性决定簇及新抗原决定簇

  (1)构象决定簇

  在蛋白质分子折叠时,由线性氨基酸序列的相隔离的氨基酸残基而形成的空间构象,称为构象决定簇(conformational determinant)(图3A)。如溶菌酶分子上的表位来自一级序列的两个相隔离的氨基酸残基,所以蛋白质或者肽类抗原的抗原决定簇依赖于其一级结构和空间结构。

抗原决定簇的三种类型

  图3 抗原决定簇的三种类型

  (2)线性决定簇

  蛋白质抗原上的表位是由相邻连续的或非连续的氨基酸序列形成的局部表面结构。在共价序列的邻近氨基酸残基形成的表位称为线性决定簇(linear determinant)(图3B)。据估计,能与抗体形成特异性结合的线性决定簇的大小为6个氨基酸残基左右。一般情况下,线性决定簇不能与抗体的抗原结合部位接触,只有在其变性时被暴露。

  (3)新抗原决定簇

  有一种在天然蛋白质分子中不存在或不被暴露的抗原决定簇,经过特定的蛋白酶水解后才形成或被暴露出来,这种抗原决定簇称为新抗原决定簇(neoantigenic determinant)(图3C)。

  2.根据位置进行分类,可以将表位分为隐蔽性决定簇和功能性决定簇

  (1)隐蔽性决定簇

  位于分子内部的不能与BCR(B cell Receptor,B细胞抗原受体)或抗体结合的表位,称为隐蔽性抗原决定簇,它可通过理化因素而暴露在分子表面从而转换成功能性表位,或者因为蛋白酶解或磷酸化等修饰产生新的表位,它们都可以成为自身抗原,诱发自身免疫病。

B细胞抗原受体

  图4 B细胞抗原受体

  (2)功能性决定簇

  位于分子表面的易被BCR或抗体结合的表位,称为功能性决定簇。其中个别起关键作用的化学基团称为免疫优势基团。

  3.根据结合对象的不同分为T细胞表位和B细胞表位两种类型,T、B细胞通常识别同一抗原分子上的不同表位。

  (1)T细胞表位(T cell epitope):位于抗原分子内部,是免疫原性多肽片段,为连续性/顺序决定基,经APC处理为小分子肽,和MHCII分子结合后,才可被TCR识别。(结合受体为TCR),性质多为线性表位或隐蔽性表位。

  (2)B细胞表位(B cell epitope):指抗原分子表面存在的能够和BCR/抗体结合的部位。B细胞表位是天然的,位于分子的表面或转折处,具有构象依赖性。为构象决定簇或顺序决定簇,是抗原分子的三级结构。

  小结

  作为抗原的生物大分子要比抗体的抗原结合部位大得多,所以抗体只结合生物大分子的某一特殊部位(抗原决定簇),即抗体只与抗原分子的一部分结合,而不是整个抗原分子。一种特殊的抗原可以有几个不同的表位,也可以有几个相同的表位。部分蛋白质的抗原决定簇数目如图5。一种抗体特异性地结合一种表位。一种抗原有它本身的一套表位,通常这些表位不与其他抗原共享。每一个免疫细胞识别一种表位。

部分蛋白质的抗原决定簇数目

  图5 部分蛋白质的抗原决定簇数目

  用一种具有多个抗原决定簇的大分子抗原免疫动物,识别不同的抗原决定簇的抗体由不同的浆细胞克隆产生,制备的抗血清中含有针对该抗原的各种表位的混合抗体,所以抗血清是多克隆抗体的良好来源。抗原决定簇位于抗原分子表面,易被相应的淋巴细胞识别、启动免疫应答,同时能与相应抗体或致敏T细胞特异性结合发生免疫反应。如果一种抗原分子中存在多个相同的表位,则称为多价(polyvalency,or multivalency)抗原。脂多糖和核酸多为多价抗原,而球蛋白不是多价抗原。

  以上主要介绍了抗原决定簇的定义和类型以及与抗原特异性的联系,并简单进行了延伸,对抗原知识的深入了解有助于科研朋友们进行免疫学实验以及对抗体技术如单抗和多抗制备等有更清晰的认识,在安必奇生物的抗体专题中,会进一步对抗原与抗体的各类知识技术进行更详尽的介绍,希望给科研人员带来帮助。

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