根據(jù)E. Padlan公布的抗體結(jié)構(gòu)圖，朱利·安沃斯-安德烈*為斯克里普斯研究所佛羅里達(dá)分部創(chuàng)作了雕塑《西方天使》（2008年）塑像仿照列奧納多·達(dá)·芬奇的維特魯威人，將抗體放置到一個(gè)圓環(huán)的中間，寓意其對于人類的重要意義。

針對抗體的研究始于1890年，埃米爾·阿道夫·馮·貝林及北里柴三郎首次描述了抗體對白喉及破傷風(fēng)痙攣毒素的抵抗作用。他們兩人將體液免疫理論往前推進(jìn)了一步，提出了血清中存在一種可以與外來抗原相反應(yīng)的某種介質(zhì)的假設(shè)。保羅·埃爾利希受到了他們的這一想法的啟發(fā)，于1897年提出了抗體與抗原互動(dòng)的側(cè)鏈理論假說。他假設(shè)道，在細(xì)胞的表面存在能和特定毒素發(fā)生一把鑰匙對應(yīng)一把鎖類似的特異結(jié)合作用的感受器，而結(jié)合反應(yīng)則會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致相關(guān)抗體的生產(chǎn)。其他研究人員在之后的研究中認(rèn)為，抗體可以在血液中穩(wěn)定獨(dú)立存在。在1904年，奧姆羅斯·萊特進(jìn)一步提出通過可溶性抗體在細(xì)菌的表面包裹標(biāo)識(shí)，使其成為吞噬作用的目標(biāo)，并最終被消滅。這一過程被他命名為調(diào)理作用。

到了二十世紀(jì)二十年代，邁克爾·海德堡和奧斯瓦爾德·埃弗里觀察到抗原可以被抗體所凝結(jié)，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)抗體是一種蛋白質(zhì)。在三十年代，約翰·馬拉克對抗原-抗體結(jié)合活動(dòng)的生物化學(xué)性質(zhì)做了更詳盡的實(shí)驗(yàn)。接下來的一次重大突破發(fā)生在四十年代，萊納斯·鮑林通過抗體抗原的互動(dòng)能力取決于各自的形狀而不是其化學(xué)成分，證明了埃爾利希所提出的一把鑰匙配一把鎖的免疫學(xué)理論。1948年，阿斯特麗德·法戈瑞奧司發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞的其中一種形式漿細(xì)胞就是負(fù)責(zé)生產(chǎn)抗體的工廠。

此后，研究工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了識(shí)別抗體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中各部分的作用。二十世紀(jì)六十年代，杰拉爾德·埃德爾曼和約瑟夫·蓋里發(fā)現(xiàn)了抗體的輕鏈，并且發(fā)現(xiàn)這和1845年由亨利·本冊·瓊斯所發(fā)現(xiàn)的本周氏蛋白質(zhì)是同一種物質(zhì)，這是一項(xiàng)重大的突破。緊接著，埃德爾曼在進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)抗體中的重鏈和輕鏈?zhǔn)怯呻p硫鍵連接在一起的。與此同時(shí)，羅德尼·羅伯特·波特識(shí)別出了免疫球蛋白的抗體結(jié)合區(qū)（Fab）及抗體尾部的可結(jié)晶區(qū)。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們對免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了推測，并描述了IgG蛋白質(zhì)的完整氨基酸序列。

抗體，又稱為免疫球蛋白（immunoglobulin，簡稱Ig），是一種主要由漿細(xì)胞分泌，被免疫系統(tǒng)用來鑒別與中和外來物質(zhì)如細(xì)菌、病毒等病原體的大型Y形蛋白質(zhì)，僅被發(fā)現(xiàn)存在于脊椎動(dòng)物的血液等體液中，及其B細(xì)胞的細(xì)胞膜表面?？贵w能通過其可變區(qū)唯一識(shí)別特定外來物的一個(gè)獨(dú)特特征，該外來目標(biāo)被稱為抗原（Antigen）。蛋白上Y形的其中兩個(gè)分叉頂端都有一被稱為互補(bǔ)位（抗原結(jié)合位）的鎖狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)僅針對一種特定的抗原表位。這就像一把鑰匙只能開一把鎖一般，使得一種抗體僅能和其中一種抗原相結(jié)合。 抗體和抗原的結(jié)合完全依靠非共價(jià)鍵的相互作用，這些非共價(jià)鍵的相互作用包括氫鍵、范德華力、電荷作用和疏水作用。這些相互作用可以發(fā)生在側(cè)鏈或者多肽主干之間。正因這種特異性的結(jié)合機(jī)制，抗體可以“標(biāo)記”外來微生物以及受感染的細(xì)胞，以誘導(dǎo)其他免疫機(jī)制對其進(jìn)行攻擊，又或直接中和其目標(biāo)，例如通過與入侵和生存至關(guān)重要的部分相結(jié)合而阻斷微生物的感染能力等。針對不同的抗原，抗體的結(jié)合可能阻斷致病的生化過程，或者召喚巨噬細(xì)胞消滅外來物質(zhì)。而抗體能夠與免疫系統(tǒng)的其它部分交互的能力，是通過其Fc區(qū)底部所保留的一個(gè)糖基化座實(shí)現(xiàn)的。體液免疫系統(tǒng)的主要功能便是制造抗體?？贵w也可以與血清中的補(bǔ)體一起直接破壞外來目標(biāo)。

抗體是一種高分子球狀血液蛋白質(zhì)，重量約為150kDa。由于在部分氨基酸殘基中含有糖鏈，抗體也是一種糖蛋白。能發(fā)揮功能的基本單位是一個(gè)免疫球蛋白單體。在分泌形態(tài)的抗體中包括：二聚體IgA、真骨附類魚的四聚體IgM以及哺乳動(dòng)物的五聚體IgM。

抗體的單體是一個(gè)Y形的分子，有4條多肽鏈組成。其中包括兩條相同的重鏈，以及兩條相同的輕鏈，之間由雙硫鍵連接在一起。每一條鏈均由稱為免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域的多個(gè)結(jié)構(gòu)域所組成。每一個(gè)結(jié)構(gòu)域大約包含70至110個(gè)氨基酸，并根據(jù)大小和功能分門別類。例如可變域IgV以及恒定域IgC。它們的折疊方式很特別：通過兩次β折疊將另一條鏈卷入其中形成三明治狀，互相之間通過半胱氨酸和其它帶電荷氨基酸緊密結(jié)合。

哺乳動(dòng)物的免疫球蛋白重鏈有5種，分別用希臘字母記為：α、δ、ε、γ以及μ。根據(jù)重鏈類型的不同，抗體被分為不同的種型，它們被發(fā)現(xiàn)依序分別存在于抗體IgA、IgD、IgE、IgG以及IgM中。不同的重鏈其大小和組成各不相同：α和γ大約有450個(gè)氨基酸組成，而μ和ε大約有550個(gè)氨基酸組成。

1. 抗原結(jié)合區(qū)（Fab）

2. 抗原結(jié)晶區(qū)（Fc）

3. 藍(lán)色的重鏈有一個(gè)可變區(qū)（VH），緊隨其后的一個(gè)恒定區(qū)（CH1），一個(gè)樞紐區(qū)，以及另兩個(gè)恒定區(qū)（CH2 and CH3）組成

4. 綠色的輕鏈包含一個(gè)可變區(qū)（VL）以及一個(gè)恒定區(qū)（CL）

5. 抗原結(jié)合點(diǎn)

6. 樞紐區(qū).

在鳥類的血液和蛋清中，還發(fā)現(xiàn)了被稱為IgY的血清抗體種型。這種抗體種型和哺乳動(dòng)物的IgG有很大的區(qū)別。然而在一些舊資料，甚至是生命科學(xué)商業(yè)產(chǎn)品的網(wǎng)站上，仍然稱之為IgG。這是錯(cuò)誤的，并且容易引起混淆。

免疫球蛋白輕鏈由大約211至217個(gè)氨基酸組成，分為兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別是恒定區(qū)和可變區(qū)。哺乳動(dòng)物的輕鏈有兩種，分別命名為λ（lambda）和κ（kappa）。每一個(gè)抗體的兩個(gè)輕鏈的恒定區(qū)永遠(yuǎn)是完全相同的，例如對于哺乳動(dòng)物而言，同一個(gè)抗體要么是λ型，要么是κ，不會(huì)同時(shí)存在。在如軟骨魚綱（鯊魚）及真骨下綱的低級脊椎動(dòng)物中，還可發(fā)現(xiàn)其它類型的輕鏈，如ι（iota）型。

抗體的某些部分具有獨(dú)特的功能。比如說Y形的臂區(qū)，包含了兩個(gè)可以結(jié)合抗原的位點(diǎn)，是識(shí)別外來物的關(guān)鍵所在。該區(qū)域被稱為Fab區(qū)，即抗原結(jié)合區(qū)段（fragment, antigen binding）。無論是重鏈還是輕鏈，抗原結(jié)合區(qū)段均包括一個(gè)可變區(qū)與一個(gè)恒定區(qū)，其中可變區(qū)的互補(bǔ)位成型于抗體單體氨基酸鏈的末端?？勺儏^(qū)又被稱為Fv區(qū)，是與抗體結(jié)合的最關(guān)鍵區(qū)域，無論是輕鏈還是重鏈都包含該區(qū)域。實(shí)際上可變區(qū)的變化并非隨機(jī)或者均勻散布的。更具體的說，這些變化分布在三個(gè)可變的β折疊-轉(zhuǎn)角上，該區(qū)域被稱為互補(bǔ)決定區(qū)（Complementarity Determining Region，CDR），也叫做高變區(qū)。在免疫網(wǎng)絡(luò)理論中，每個(gè)抗體的互補(bǔ)決定區(qū)又被稱為獨(dú)特型或者基因型。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的適應(yīng)過程，就是依靠有各個(gè)獨(dú)特型之間的互動(dòng)來進(jìn)行調(diào)整的。

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參閱文獻(xiàn)：

1.Rhoades RA, Pflanzer RG (2002). Human Physiology (4th ed.). Thomson Learning. p. 584. ISBN 0-534-42174-1.

2.Charles Janeway (2001). Immunobiology. (5th ed.). Garland Publishing. ISBN 0-8153-3642-X. (electronic full text via NCBI Bookshelf)

3. Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Immunology, Infection, and Immunity. ASM Press. ISBN 1-55581-246-5.

4.Borghesi L, Milcarek C (2006). "From B cell to plasma cell: regulation of V(D)J recombination and antibody secretion". Immunol. Res. 36 (1–3): 27–32. doi:10.1385/IR:36:1:27. PMID 17337763