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항체 구조: 개요 및 통찰력

항체 구조

항체 구조, 기능 및 동형 IgG, IgA, IgE, IgM, IgD

항체 구조

항체는 2개의 무거운 사슬과 2개의 가벼운 사슬로 구성되어 있으며 서로 결합되어 Y자 모양을 형성합니다. 중쇄는 아이소타입을 묘사합니다. 'Y'의 끝 부분은 Fab 영역이라고 하며 NH2 말단이 있고 항원 결합 부위를 포함합니다. 줄기는 효과기 기능과 구조를 결정하는 불변 영역으로 구성됩니다. 여기에는 Fc, CH2 및 CH3이 포함됩니다. 'Y'의 두 팔을 연결하는 힌지 영역은 항원 결합에 필수적인 유연성을 허용합니다. 전반적으로 항체에는 4개의 서로 다른 도메인이 포함되어 있습니다. Fab 및 Fc 영역, 경쇄 및 중쇄. 각 도메인은 항체 구조와 기능에서 중요한 역할을 하며, 돌연변이를 통해 이를 추가로 변형하여 특정 용도에 맞는 맞춤형 항체를 생산할 수 있습니다.

이펙터 기능

Fc 영역은 식세포작용 및 보체 단백질 활성화와 같은 효과기 기능을 담당합니다. Fc 영역은 세 가지 도메인으로 구성됩니다. CH2, CH3 및 힌지 영역. 가용성 항체는 호중구의 FcγRIIIa와 같은 세포 표면 수용체에 결합하는 능력으로 인해 효과기 기능을 활성화할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 식세포작용 촉진, 사이토카인 방출 및 세포사멸 유도를 비롯한 다양한 생물학적 효과를 초래하는 연쇄작용을 촉발합니다. 추가적으로, 효과기 기능은 CH2 및 CH3 도메인에 존재하는 아미노산 잔기를 변경함으로써 변경될 수 있습니다. 이를 통해 특정 응용 분야에 맞게 맞춤형 항체를 설계할 수 있습니다.

항원 결합 부위

항원 결합 부위는 NH2 말단에 인접한 Fab 영역의 끝 부분에 위치합니다. 이는 중쇄와 경쇄의 가변 도메인을 결합하여 형성됩니다. 항체는 고유한 항원 결합 부위를 포함하는 각 항체로 인해 매우 특이적입니다. 이는 특정 항원에 대한 친화력을 향상시키기 위해 성숙하는 동안 과돌연변이가 발생했기 때문일 수 있습니다. 추가적으로, 항원 결합의 특이성에 기여하는 상보성 결정 영역(CDR)이 존재합니다. 이 세 개의 루프는 점 돌연변이를 도입하여 변경될 수 있으며, 이를 통해 특정 항원에 대한 친화력이 향상된 고도로 특이적인 항체를 생산할 수 있습니다.

아이소타입

아이소타입은 중쇄 불변 영역에 의해 결정되며, 그 중 4개가 포유류 종에 존재합니다: IgM, IgG, IgA 및 IgE. 중쇄 도메인의 차이점에는 이황화 결합의 위치와 양, 힌지 영역의 길이, 부착된 올리고당 부분 및 불변 도메인의 수가 포함됩니다. 또한, 각 이소형은 개별 불변 도메인 유전자에 의해 인코딩됩니다. 각 아이소타입은 특정 유기체에 맞춰진 자체 효과기 기능과 생물학적 역할을 가지고 있습니다. 예를 들어, IgM은 여러 항원에 결합하고 항원 제시를 촉진하는 능력으로 인해 체액성 면역에서 중요한 역할을 합니다. IgG는 혈액에서 발견되는 가장 풍부한 유형의 항체이며 보체 단백질을 활성화하여 사이토카인 생성을 증가시키고 병원체를 용해시킬 수 있습니다.

IgG

IgG 이소형은 혈액에서 발견되는 가장 풍부한 유형의 항체입니다. 이는 특정 유기체의 요구에 맞춰진 독특한 구조와 효과기 기능을 가지고 있어 체액성 면역 반응에 필수적입니다. IgG 항체는 상응하는 기능적 활성으로 인해 하위 클래스로 더욱 세분됩니다. IgG1과 IgG3은 단백질 항원에 반응하여 면역 반응을 중재합니다. IgG2 및 IgG4는 다당류 항원에 의해 유도됩니다.

IgD

IgD의 기능은 아직 완전히 이해되지 않았지만 B 세포 매개 반응의 조절에 관여하는 것으로 제안되었습니다. IgD는 주로 naive B 세포의 표면에서 발현되며 항원 특이적 면역 반응의 시작에 중요한 것으로 여겨집니다.

IgE

IgE는 알레르기 반응과 관련이 있으며 비만세포와 호염기구 표면에 발현됩니다. IgE는 특수 세포에 위치한 항원 특이적 수용체에 결합하여 일련의 반응을 시작하여 히스타민 및 기타 전염증성 사이토카인의 생성 및 방출을 초래합니다. 이 과정은 알레르기에 걸리기 쉬운 사람들에게 알레르기 반응을 일으키는 원인이 됩니다.

IgA

IgA는 점막 분비물에서 가장 풍부한 이소타입이며 병원균이 상피 세포에 부착되는 것을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다. 한 번에 여러 항원에 결합하는 IgA의 능력은 더 높은 항원 제시와 더 활발한 면역 체계 반응을 유도합니다.

IgM

IgM은 가장 크고 복잡한 항체로 병원체를 식별하고 중화하는 강력한 도구입니다. 한 번에 수많은 항원에 결합하는 능력으로 인해 IgM 항체는 일련의 면역 반응을 활성화하여 결과적으로 모든 이물질을 제거할 수 있습니다. IgM은 박테리아나 바이러스와 같은 이물질을 인식하는 데 핵심적인 역할을 하며 효과적인 면역체계 반응을 시작하는 데 중추적인 역할을 합니다. 그러나 IgM은 또한 자가면역 질환을 유발할 수 있는 이상 현상을 유발할 수도 있습니다. 이는 염증 반응을 유발하여 결국 신체 조직을 손상시킬 수 있습니다.

4th Sep 2024 Sana Riaz

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