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结构生物化学/蛋白质功能/表位

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表位,或抗原决定簇,是抗原的一个小的、特定的部分,被免疫系统识别,例如抗体。一个抗原通常有几个不同的表位。抗体上识别表位的区域被称为副位。抗体精确地匹配并结合到特定的表位。

表位以氨基酸的三级结构形式存在,并且在被 pH 或温度变性后,不被具有相同特异性或亲和力的抗体识别。识别表位的免疫球蛋白在类似条件下也会变性。在命名天然表位和变性线性表位时存在区别。天然三级结构上的表位被称为隐蔽表位,而线性序列上的表位被称为展开表位。有两种不同但有效的方法来研究表位并绘制其位置。这些方法是 X 射线晶体学和单克隆抗体。动物的免疫反应会产生许多不同类型的抗体,这些抗体识别具有不同亲和力的不同表位。这些不同的抗体被称为多克隆抗体,存在于从血液中获取的血清中。单克隆抗体只是这些多克隆抗体中的一个,正是这种单克隆抗体用于定义特定的表位。

表位作图

绘制表位并确定其位置的挑战在于,不同的单克隆抗体将识别不同的或相似的表位。表位不能独立存在,必须有相应的抗体专门识别它。这个定义使得很难具体地识别任何给定表位的范围,因为单克隆抗体首先开始,而多克隆抗体则具有不同的亲和力和特异性。其中一些抗体对氨基酸的宽容度不同,而另一些则在它们识别的表位上重叠。然后在决定哪个多克隆抗体应该对应于特定表位时会变得麻烦,因为许多抗体识别相同的序列。

通常,单克隆抗体或 Mab 的方法会影响表位的定义。由于蛋白质印迹的 SDS-PAGE 部分变性了蛋白质,这将影响 MAb 对表位的识别。其他利用天然构象的方法,例如液相免疫测定或冷冻组织样本,将模拟体内亲和力。这创建了 Mab 对表位识别的三个人工类别。仅识别部分变性表位的单克隆抗体、识别表位天然三级结构的单克隆抗体,以及识别两者单克隆抗体。

通过精确绘制表位可以分离出明显可见的二硫键。然而,表位可以通过各种不同的单克隆抗体识别。这些特征的特异性和识别在组织中变得更加明显。尽管蛋白质构象变化中可能出现的结构细微差别,但单克隆抗体在识别表位方面相当具有选择性。尽管该结构域没有具体的蛋白质残基或亚基腔,但该结构仍然可以在 X 射线晶体学下检测到。

X 射线晶体学是确定表位和单克隆抗体之间天然三级接触的最精确方法。在定义抗体必须多接近才能“接触”以及即使两者接触也不一定意味着有结合方面存在挑战。此外,X 射线晶体学是一种昂贵的方法,需要抗体以晶体形式存在。规避这些挑战的方法包括核磁共振,它可以被普遍使用,但它牺牲了 X 射线晶体学的精度。核磁共振受到抗原大小的限制。如果抗原太大,则可以使用电子显微镜,因为它要求抗原足够大。

参考文献

Glen, Morris E. "Choosing a Method for Epitope Mapping." Methods in Molecular Biology. 1996. Epitope Mapping Protocols. 03 Dec. 2008 <http://springerlink.com/content/t5u6u667k23g1725/fulltext.html>.

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