抗体在免疫系统中起着非常重要的作用,是由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。抗体的生物学功能主要体现在Fab和Fc的功能区分方面。
Fab片段介导的功能:抗原识别,中和病原体,
Fc片段介导的功能:活化效应细胞,激活补体级联放大途径,调理作用(效应细胞表面Fc受体)
完整的抗体在机体内发挥着复杂的生理学效应,包括一下几个方面:
--特异结合相应抗原
抗体与抗原结合的位置位于抗体V区中的超变区,该区域包含3个CDRs,直接决定了抗体只能与自身相匹配的抗原结合并保持高度的亲和力。当抗体亲和力不足时,可以采用基因突变或者噬菌体文库筛选技术突变CDRs中的若干位点氨基酸(抗体亲和力成熟),可以极大的提高抗体对抗原的亲和力。
抗体、抗原之间的结合依赖于非共价模式,在合适的离子浓度,pH等条件下,它们之间的结合可逆。人体中抗体主要以IgG形式存在,IgG结合抗原后形成二价复合物;IgM属于早期感染检测指标,理论结合价是十价,由于受空间位阻作用实际上为五价;二聚体IgA结合价为四价。
--激活补体级联放大途径
抗体Fc区域具有补体结合点,IgM补体结合点位于CH3区域,IgG补体结合点位于CH2区域。在激活补体途径时,至少需要有两个以上密切相邻的IgG分子与相应抗原结合。
--结合Fc受体
抗体结合抗原后,游离Fc端能与多种细胞表面的Fc受体结合,激发不同的效应功能:调理促吞噬作用,介导过敏反应和抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用
(1)调理促吞噬作用
IgG分子与细菌等颗粒型抗原结合后,可通过Fc段与单核吞噬细胞和中性粒细胞表面的相应受体(FcγR),而促进其吞噬功能称为调理作用(opsonization)。补体与抗体同时发挥调理吞噬作用,称为联合调理作用。中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞具有高亲和力或低亲和力的FcγRⅠ(CD64)和FcrRⅡ(CD32),IgG尤其是人IgG1和IgG3亚类对于调理吞噬起主要作用。嗜酸性粒细胞具有亲和力FcγRⅡ,IgE与相应抗原结合后可促进嗜酸性粒细胞的吞噬作用。
(2)介导过敏反应
IgE的Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的相应受体FcεR结合后,可使这些细胞致敏,并在变应原作用下,使这些细胞脱颗粒释放生物活性物质,如组织胺、缓激肽等,引起局部毛细血管扩张、通透性增加,激发I型超敏反应。
(3)抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cellular cytotoxicity,ADCC效应)
IgG与相应的靶细胞如病毒感染的细胞和肿瘤细胞等结合后,通过其Fc段与NK细胞上相应受体(FcγR)结合,可发挥ADCC效应。单核吞噬细胞、中性粒细胞表面具有IgG Fc受体,也可对上述结合IgG的靶细胞产生ADCC效应。
--穿过胎盘
IgG是唯一能够由母体传递给胎儿的抗体,依靠此种方式胎儿获得先天性被动免疫。研究表明,母体IgG可能是通过与胎盘滋养层细胞表面相应受体(FcγR)结合后转运到胎儿体内的。
--免疫调节
机体中抗体具有正、负免疫调节的作用。在机体遇到病原体时,机体产生适量的抗体能够帮助机体快速清除病原体;当机体遇到持续的抗原刺激时,机体容易产生免疫耐受。在某种情况是,机体持续产生高水平的抗体,如系统性红斑狼疮疾病,导致机体产生自身免疫缺陷。
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