抗体太烧脑?交给abinscience,一期一拆解!｜抗体结构与抗原识别：从重链轻链到Fab/Fc功能- 大数跨境

首页

抗体太烧脑?交给abinscience,一期一拆解!｜抗体结构与抗原识别：从重链轻链到Fab/Fc功能

艾必赛生物

2025-06-30

导读：艾必赛知识问答第一期抗体结构与抗原识别：从重链轻链到Fab/Fc功能抗体是什么？

艾必赛知识问答第一期

抗体结构与抗原识别：从重链轻链到Fab/Fc功能

抗体是什么？

抗体（Antibody），又称免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig），是由B淋巴细胞分泌的一类高度特异性的蛋白质，能识别并中和外来病原体。它们广泛应用于科研、诊断与治疗开发中，是生命科学领域不可或缺的分子工具。

Fig.1.抗体结构示意图（图源DOI: 10.1007/978-3-319-42316-6_10）

抗体结构与分类可以为我详解一下吗？

抗体的基本结构呈“Y”字形，由两条重链（Heavy Chain, HC）和两条轻链（Light Chain, LC）通过二硫键连接形成。

重链（Heavy Chain）

决定抗体的类别（isotype），即IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。

每条重链含有一个可变区（VH）和三个或四个恒定区（CH1、CH2、CH3/CH4）。

Fc区域主要由重链恒定区构成，介导免疫效应功能（如补体激活、Fc受体结合）。

重链亚型（以人源为例）

抗体类型	重链类型
IgG	γ链（gamma）
IgA	α链（alpha）
IgM	μ链（mu）
IgD	γ链（gamma）
IgE	ε链（epsilon）

轻链（Light Chain）

分为κ链（kappa）和λ链（lambda）两种类型。

每个抗体分子中，轻链类型要么全为κ，要么全为λ，不混合出现。

每条轻链包含一个可变区（VL）和一个恒定区（CL），主要参与抗原识别。

轻链种类在不同物种中比例不同，如人类中κ链较常见，而鼠类中λ链比例更高。

Fab 与 Fc：抗体的功能模块

抗体可通过蛋白酶（如木瓜蛋白酶、肠激酶）酶切为两个主要功能片段：

Fab（Fragment antigen-binding）：由轻链和重链的可变区构成，是抗原结合的功能区域。

Fc（Fragment crystallizable）：由重链恒定区构成，负责与免疫系统成分（如Fc受体、补体蛋白）结合，触发免疫效应反应，如ADCC、CDC等。

抗体类型分类有哪些？

抗体依据重链恒定区的结构不同，分为五类，各具独特功能与分布：

类型	分子结构	功能特点	分布
IgG	单体	血清中最丰富，可穿胎盘，具中和和调理功能	血液、组织液
IgA	单体/二聚体	抗病毒、抗细菌，参与黏膜免疫	唾液、乳汁、泪液等
IgM	五聚体	初次免疫应答首发抗体，补体激活强	血液
IgD	单体	B细胞膜表面表达，功能不明确	B细胞表面
IgE	单体	与过敏反应、抗寄生虫免疫相关	组织粘膜，结合肥大细胞

Fig.2.五种抗体结构示意图（图源: ScienceDirect Topics, Immunoglobulin D Antibody - an overview）

抗原基础与分类

抗原是能被抗体或T细胞识别的分子，具有以下特性：

类型	定义
免疫原（Immunogen）	能引发免疫反应并被识别
抗原（Antigen）	可被识别但不一定激活免疫反应
半抗原（Hapten）	本身无免疫原性，需与大分子结合后激发反应
表位（Epitope）	抗体或T细胞实际识别的抗原决定簇

Fig.3.抗原与表位示意图（图源: Wild, D. (Ed.). (1996). Immunoassays: A practical approach. Oxford University Press）

实验抗体的选择有什么建议呢？

为了保证实验结果的可靠性，抗体选择需从以下几方面考虑：

实验类型匹配：如WB、IHC、ICC、ELISA、流式细胞术（FACS）等，建议选用已在目标应用中验证的抗体。

蛋白特性匹配：包括种属、修饰形式（磷酸化/乙酰化等）、蛋白定位（膜蛋白/核蛋白）等。

验证策略可靠：优选经KO验证、互补验证、IP-WB验证等方式确认的高可信度抗体。

抗体来源及其应用差异

多克隆抗体（pAb）

来源：将抗原免疫动物（如兔、羊等）后收集血清；

特点：识别多个表位，适用于抗原低表达或变异样本。

单克隆抗体（mAb）

来源：杂交瘤细胞系产生；

特点：识别单一表位，批间一致性高，适合定量实验与机制研究。

抗体纯化方式与优化

实验级抗体通常需从上清或血清中纯化。常见纯化方式包括：

方法	原理	适用情境
Protein A	结合IgG Fc区	人IgG1/IgG2/IgG4
Protein G	覆盖更广Fc种类	鼠IgG、多物种
亲和层析	针对抗原特异识别	提升纯度与特异性
阴阳离子交换层析	基于电荷差异分离	特殊抗体分离需求

注意事项：选择Protein A/G时应参考抗体种属与亚型，以免影响结合效率或纯度。

提高特异性的方法：精细纯化不可忽视

高特异性抗体对于中和实验、阻断实验、流式多色共染至关重要。建议在制备阶段使用：

严格的亲和纯化流程；

分子筛除杂；

低内毒素处理；

严格验证的抗原源。

只有这样，才能确保抗体在关键实验中具备高信噪比、低背景的表现。

结语

从结构基础到功能分工，从抗原识别到抗体筛选与纯化，全面理解抗体的核心知识，将极大提升实验设计的合理性与数据的可重复性。建议科研工作者在实验初期就系统规划抗体选择与验证流程，为后续研究打下坚实基础。

探索abinScience的高品质抗体产品，涵盖超过15,000种抗体，包括单克隆抗体、标记抗体、磷酸化抗体、纳米抗体和功能性体内抗体，适用于病毒学、神经科学和癌症研究等领域。凭借卓越的特异性和灵敏度，这些工具支持诊断、疫苗开发和治疗发现，助力您的科研突破。

立即访问abinScience官网

参考文献：

Díez, P., & Fuentes, M. (2016). Proteogenomics for the comprehensive analysis of human cellular and serum antibody repertoires. In *Advances in experimental medicine and biology* (Vol. 926, pp. 153-162). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42316-6_10

Elsevier. (2025). *Immunoglobulin D Antibody - an overview*. ScienceDirect Topics. https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/immunoglobulin-d-antibody

Wild, D. (Ed.). (1996). *Immunoassays: A practical approach*. Oxford University Press.