抗体太烧脑？交给abinScience，一期一拆解！第1期｜抗体结构与抗原识别：从重链轻链到Fab/Fc功能

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。

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）。

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。

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：

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

抗原是能被抗体或T细胞识别的分子，具有以下特性：

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

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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。

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。

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。

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：

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。

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。

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• 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.