抗原抗體的相互作用
抗原抗體的相互作用是免疫化學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。抗體作為一種有效的研究工具，需要知道抗體究竟是怎樣與相應(yīng)的抗原結(jié)合的。抗原與抗體相互作用的特點主要有以下三點。
圖1 抗原與抗體的結(jié)合
1.抗原和抗體結(jié)合的特異性
抗原決定簇和抗體的抗原結(jié)合位點之間以非共價鍵方式相互作用，二者在空間上必須處于緊密接觸狀態(tài)才能產(chǎn)生足夠的結(jié)合力，分子間的互補結(jié)構(gòu)決定了抗原抗體結(jié)合的特異性。其中抗原抗體分子間的相互作用即親和力包括四種：氫鍵（Hydrogen bond）、離子鍵（lo
圖2 抗原抗體分子間相互作用的四種類型
抗原結(jié)構(gòu)的微小改變能影響抗體抗原相互作用的強度。在接觸面失去單個氫鍵可以使相互作用的強度減低。相互作用都是在接觸面吸引和排斥作用的平衡之間進行的。結(jié)合位點氨基酸殘基的改變也能改變抗原抗體相互作用的強度。
2.抗原和抗體結(jié)合的可逆性
親和力（affinity）用于測定表位和抗體結(jié)合的強度。抗原和抗體以非共價鍵結(jié)合是可逆的（圖3），相互作用的強度可以描述為平衡反應(yīng)。設(shè)[Ab]為游離的抗體結(jié)合位點的物質(zhì)量濃度、[Ag]為游離的抗原結(jié)合位點的物質(zhì)量濃度、[AbAg] 為抗原-抗體復(fù)合物的物質(zhì)量濃度，則親和力計算公式為[AbAg]/[Ab][Ag]。
圖3 抗原抗體結(jié)合的可逆性
達到平衡的時間取決于擴散率，高親和力的抗體在較短時間內(nèi)比低親和力抗體能結(jié)合抗原。高親和力抗體在免疫化學(xué)技術(shù)中使用效果較好，這與其有較高的活性，而且和復(fù)合物的穩(wěn)定性有關(guān)。例如，高親和力的抗體與小分子蛋白抗原結(jié)合的解離半衰期為30min或長時間，而低親和力抗體的解離時間只有幾分鐘或短。
抗體抗原相互作用的親和力有差異，抗體抗原相互作用的親和常數(shù)受溫度、pH和溶劑的影響，這些條件的改變，在達到反應(yīng)平衡時可以發(fā)現(xiàn)抗原-抗體復(fù)合物的數(shù)量增加或減少，促使反應(yīng)向完全結(jié)合方向發(fā)展或使結(jié)合的抗原發(fā)生解離。可以根據(jù)此性質(zhì)，利用親和層析法分離純化抗原或抗體。
3.抗原和抗體反應(yīng)中量的關(guān)系
親合力（avidity）是指抗原-抗體復(fù)合物的整體穩(wěn)定性。抗體抗原相互作用的整體強度受三個因素的控制：抗體對表位的內(nèi)在親和力、抗體和抗原的結(jié)合價（valence）以及參與反應(yīng)成分的立體結(jié)構(gòu)。抗體具有多價結(jié)合能力，其中IgG和多數(shù)IgA是二價、IgM為十價。抗原可以是多價的，也可以是單價的。多價相互作用可以穩(wěn)定免疫復(fù)合物（圖4）。
圖4 抗原抗體的結(jié)合價與抗原抗體的親和力之間的關(guān)系
如果多價抗原在試管中與特異性抗體混合，可以形成免疫復(fù)合物。在抗原和抗體的濃度合適的情況下，即等價帶（zone of equivalence）時，抗原和抗體分子間通過非共價鍵廣泛交聯(lián)形成大的免疫復(fù)合物。如果抗原過剩，由于抗原和抗體結(jié)合的可逆性，自由的抗原會置換已經(jīng)結(jié)合的抗原，使已經(jīng)結(jié)合抗原的抗體解離，不能形成大的免疫復(fù)合物；同樣，如果抗體過剩，自由的抗體會置換已經(jīng)結(jié)合的抗體，使已經(jīng)結(jié)合抗體的抗原解離，也不能形成大的免疫復(fù)合物（圖5）。
圖5 抗原抗體的分子比對抗原抗體形成免疫復(fù)合物的影響
以上簡述了抗原抗體相互作用的三個特點，即抗原抗體反應(yīng)的特異性、可逆性及中量的關(guān)系。抗原抗體反應(yīng)是免疫化學(xué)的基礎(chǔ)，如體液免疫的基礎(chǔ)便是抗原與抗體分子的結(jié)合，這種結(jié)合可以是結(jié)合在細胞表面，也可是游離形式的。通過抗原抗體的結(jié)合繼而引發(fā)出生理效應(yīng)，例如調(diào)節(jié)作用、沉淀作用、凝集作用、促吞噬作用、溶細胞效應(yīng)等，形成一整套機體體液免疫功能。同時了解抗原抗體的結(jié)合也是學(xué)習(xí)單克隆抗體 和多克隆抗體 制備等抗體技術(shù)的基礎(chǔ)，有助于讀者對安必奇抗體專題中提到的抗體技術(shù)的理解。
