Bio X Cell社 – 抗体の構造|東京未来スタイルは研究用試薬の輸入商社です。

イントロダクション

免疫グロブリン(Ig)としても知られる抗体は、1890年に初めて記述された大きなY型の糖タンパク質であり、細菌やウイルスといった外来の抗原を識別し、無力化する免疫システムで使われます。抗体は、非常に強い特異性と高い親和性で、事実上、どの非自己の表面にも結合することができます。これらの特性により抗体は、免疫のカギであるだけでなく、生物医学研究や診断、治療において必要不可欠なツールとなっています。

抗体の構造

抗体は2つの重鎖と2つの軽鎖から成り立っています。軽鎖は、ポリペプチド配列の小さな違いに基づいて、カッパー(κ)またはラムダ (λ)鎖に分類されます。重鎖は抗体のクラスまたはアイソタイプを定義します。各々の構成する鎖は1つのNH2末端の可変部と1つ以上のCOOH末端定常部を含んでいます。それぞれ可変部と定常部はおおよそ110~130個のアミノ酸からできています。両方の軽鎖は1つの定常部を持つ一方で、重鎖はアイソタイプを定義する3つまたは4つの定常部を持っています。3つの定常部を持つ重鎖は、第1と第2の定常部の間に1つのスペーサー/ヒンジ領域を持つ傾向があります。典型的な軽鎖は約25 kDaの質量を持ち、3つの定常部とヒンジを持つ重鎖は約55 kDaの質量を持ちます。

アイソタイプ

抗体は、個々の重鎖の定常部の種類によって定義されるアイソタイプに分類され、各アイソタイプは異なる定常部の遺伝子によってコードされます。アイソタイプ間における重鎖の定常部の違いには、鎖間のS-S結合の数と位置、結合したオリゴ糖部の数、定常部の数、ヒンジ領域の長さが含まれています。哺乳動物において、抗体はIgG、IgM、IgA、IgD、 IgEの5つのアイソタイプに分類されます。ヒトとマウスにおいては、免疫グロブリンIgGはS-S結合の数とヒンジ領域の長さと柔軟性の小さな違いに基づいて、サブクラス(マウスにおける例: IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG2c、IgG3)に分類されます。様々な抗体のアイソタイプは生物学的特徴、構造、標的の特異性、分布において違いがあります。

F(ab)とFcの断片

全ての抗体は2つのF(ab)領域と1つのFc領域を持ちます。F(ab)領域は抗体分子の2つの同一の腕に対応し、重鎖の可変部と第１定常部とペアになった完全な軽鎖が含まれています。Fc領域は第１定常部を除く、重鎖の定常部に対応します。よく断片(フラグメント)として言及されるこれら3つの領域は、タンパク質分解酵素の消化によって分解することが可能です。酵素パパインによる消化は抗体を2つのF(ab)断片と1つのFc断片の計3つの断片に分解する一方で、酵素ペプシンは2つのF(ab)断片を分解せず、結果的に1つのFc断片と、S-S結合で合体した両方のF(ab)断片から成る1つのF(ab’)2断片に分解します。F(ab)とF(ab’)2の断片は、消化後も抗原に結合する能力を保持しており、ある種の免疫化学的技術と実験の応用にとって理想的なツールになります。