抗原抗体及其结合反应

第一节抗原抗体反应的原理抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇（表位）与抗体超变区的沟槽分子表面的结构互性与亲合性而结合的。

一、抗原抗体的结合力抗原抗体间结合为非共价键结合，有四种分子间引力参与。

（1）静电引力：是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互吸引的力。

又称为库伦引力。

这种引力的大小与两电荷间的距离的平方成反比。

两个电荷距离越近，静电引力越强。

（2）范德华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨道上电子之间相互作用时，因两者电子云中的偶极摆动而产生吸引力。

能促使抗原抗体相互结合，这种引力的能量小于静电引力。

（3）氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼此接近时，相互间可形成氢键，使抗原抗体相互结合。

氢键结合力较范德华引力强。

（4）疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时，相互间正、负极性消失，亲水层也立即失去，排斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步相互吸引，促进其结合。

疏水作用力是这些力中最强的，对维系抗原抗体结合作用最大。

二、抗原抗体的亲合性和亲合力亲合性是指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适应而存在的引力，它是抗原抗体之间固有的结合力，可用平衡常数K来表示：K=K1/K2，K值越大，亲合性越高；亲合性越高，与抗原结合越牢。

抗体的亲合力是指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度，与抗体结合价直接相关，即所谓多价优势，如IgG为两价，亲合力为单价的103倍，IgM为5～10价，亲合力为单价的107倍。

由于抗原抗体的结合反应是可逆的，若抗体的亲合力高，与抗原分子结合牢固，不易解离；反之即容易解离。

二、亲水胶体转化为疏水胶体大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们溶解在水中皆为胶体溶液，不会发生自然沉淀。

这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大量的氨基和羧基残基，在溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，在蛋白质分子周围出现了带相反电荷的电子云并形成了水化层，由于电荷的相斥，就避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。

第二章抗原抗体反应本章考点1概.述2抗.原抗体反应原理3抗.原抗体反应的特点4抗.原抗体反应的影响因素5抗.原抗体反应的类型第一节抗原抗体反应原理抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇（表位）和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。

这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。

除两者分子构型高度互补外，抗原表位和抗体超变区必须密切接触，才有足够的结合力。

抗原抗体反应可分为两个阶段：第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应；第二阶段为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、电解质和补体影响下，出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应，此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。

在血清学反应中，以上两阶段往往不能严格分开，往往受反应条件（如温度、电解质、抗原抗体比例等）的影响。

（一）抗原抗体结合力抗原抗体是一种非共价的结合，不形成共价键，需要四种分子间引力参与。

1静.电引力：又称库伦引力。

是因抗原、抗体带有相反电荷的氨基与羧基基团间相互吸引的能力，这种吸引力的大小和两个电荷间的距离平方成反比。

两个电荷距离越近，静电引力越大；2范.德华引力：这是原子与原子、分子与分子相互接近时分子极化作用发生的一种吸引力，是抗原、抗体两个大分子外层轨道上电子相互作用时，两者电子云中的偶极摆动而产生的引力。

这种引力的能量小于静电引力；3氢.键结合力：是供氢体上的氢原子与受氢体上氢原子间的引力。

其结合力较强于范德华引力；4疏.水作用力：水溶液中两个疏水基团相互接触，由于对水分子的排斥而趋向聚集的力。

当抗原表位和抗体超变区靠近时，相互间正负极性消失，周围亲水层也立即失去，从而排斥两者间的水分子，使抗原抗体进一步吸引和结合。

疏水作用力是这些结合力中最强的，因而对维系抗原抗体结合作用最大。

图10抗原与抗体的结合力（二）抗原抗体的亲和性和亲和力亲和性指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原决定簇之间相适应而存在的引力，它是抗原抗体间固有的结合力。

抗原抗体结合反应的概念抗原抗体结合反应是生物学中一种重要的免疫反应过程，也是免疫系统中一种非常关键的应答机制。

抗原抗体结合反应是指在体内或体外，抗原与抗体结合而产生的一系列生物化学或免疫学反应。

本文将从抗原和抗体的概念、抗原抗体结合的机制、应用以及相关的研究进展等方面进行详细介绍。

首先，我们来了解什么是抗原和抗体。

抗原是能够刺激机体免疫系统产生免疫应答的物质，通常为蛋白质、多糖、核酸等大分子化合物。

抗原可以分为外源性抗原和内源性抗原。

外源性抗原主要来自于微生物、细胞外病原体以及生物化学物质等，如病毒、细菌、真菌、寄生虫、过敏原等。

内源性抗原则包括体内细胞产生的异常蛋白、瘤标志物、组织移植抗原等。

抗体是由机体的B淋巴细胞分泌的一种特异性免疫球蛋白，能够特异性地与抗原结合。

抗原抗体结合反应的机制可以简单地概括为抗原与抗体之间的互相识别和配对。

抗原通过其表面的特定结构与抗体的抗原结合位点相互作用，形成稳定的抗原抗体复合物。

抗体分子由两个重链和两个轻链组成，每个链都有一个可与抗原结合的变异区域，即抗原结合位点。

抗体结合结构的多样性来自于变异区域的基因的重组和多样性的表达。

抗原抗体结合可以通过非共价相互作用如氢键、范德华力、疏水作用以及离子键等来稳定结合。

抗原抗体结合反应是高度特异的，即特定的抗原与特定的抗体相结合，而其他抗原和抗体则不能相互结合。

这种特异性是由于抗原结合位点和抗原表面结构之间的互补性决定的。

互补性是指抗原结合位点和抗原表面具有相容的形状、电荷和亲疏水性。

互补性决定了不同抗体对不同抗原的结合力和特异性。

抗体的结合力通常通过亲和力和价与抗原之间的相互作用来实现。

抗原抗体结合反应在生物学和医学领域有广泛的应用。

这种特异性反应可以用于检测和诊断疾病、研究生物分子的相互作用、分离纯化特定的细胞或化合物、制备医学、生物学和生物工程学等领域的试剂，以及生产疫苗等。

例如，酶联免疫吸附检测（ELISA）是一种常用的实验技术，基于抗原抗体结合反应，可用于检测血清中的抗体或抗原浓度。

抗原抗体反应及其应用摘要抗原抗体反应指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应。

免疫印迹，又称蛋白质印迹（Western blotting），是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。

双转印法、天然电泳及western blot 分析等是最近几年出现的新型蛋白印迹技术。

单克隆抗体技术是20世纪后20年内最为重要的生物高技术之一。

单克隆抗体药物在肿瘤治疗、抗感染等方面具有重要的作用。

关键词抗原抗体反应、Western blotting、单克隆抗体技术一、抗原抗体反应抗原抗体反应指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应。

这种反应既可在机体内进行，也可以在机体外进行。

抗原抗体反应的过程是经过一系列的化学和物理变化，包括抗原抗体特异性结合和非特异性促凝聚两个阶段，以及由亲水胶体转为疏水胶体的变化[1]。

抗原是能够刺激机体产生（特异性）免疫应答，并能与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞在体内外结合，发生免疫效应（特异性反应）的物质。

抗原表位是抗原上与抗体结合的区域。

蛋白质抗原的表位是由相邻的连续的或非连续的氨基酸序列形成的局部表面结构[2]，如图1所示。

抗体是指宿主对体内存在的外来分子、微生物或其他因子的应答而产生的蛋白质。

抗体主要由B淋巴细胞系的终末分化细胞-浆细胞产生，并且循环在血液和淋巴液中，在那里与抗原结合。

抗体是具有4条多肽链的对称结构，其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链)；2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。

链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。

整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。

抗体上与抗原表位结合的位点由重链和轻链的可变区构成[3]，如图2所示。

抗原抗体复合物通过大量非共价键连接。

某些免疫复合物中抗体或抗原的结构未发生改变，而另一些则出现巨大的构像改变。

研究抗原抗体复合物最有说服力的的方法是抗体-抗原共结晶的X射线衍射技术。

图1 抗原表位示意图图2 抗体结构示意图二、蛋白印迹技术免疫印迹，又称蛋白质印迹（Western blotting），是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。

抗原抗体反应原理抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇(表位)和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。

这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。

除两者分子构型高度互补外，抗原表位和抗体超变区必须密切接触，才有足够的结合力。

抗原抗体反应可分为两个阶段:第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应;第二阶段为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、pH、电解质和补体影响下，出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应，此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。

在血清学反应中，以上两阶段往往不能严格分开，往往受反应条件(如温度、pH、电解质、抗原抗体比例等)的影响。

(一)抗原抗体结合力抗原抗体是一种非共价的结合，不形成共价键，需要四种分子间引力参与。

1.静电引力:又称库伦引力。

是因抗原、抗体带有相反电荷的氨基与羧基基团间相互吸引的能力，这种吸引力的大小和两个电荷间的距离平方成反比。

两个电荷距离越近，静电引力越大;2.范德华引力:这是原子与原子、分子与分子相互接近时分子极化作用发生的一种吸引力，是抗原、抗体两个大分子外层轨道上电子相互作用时，两者电子云中的偶极摆动而产生的引力。

这种引力的能量小于静电引力;3.氢键结合力:是供氢体上的氢原子与受氢体上氢原子间的引力。

其结合力较强于范德华引力;4.疏水作用力:水溶液中两个疏水基团相互接触，由于对水分子的排斥而趋向医学教。

育网收集整，理聚集的力。

当抗原表位和抗体超变区靠近时，相互间正负极性消失，周围亲水层也立即失去，从而排斥两者间的水分子，使抗原抗体进一步吸引和结合。

疏水作用力是这些结合力中最强的，因而对维系抗原抗体结合作用最大。

(二)抗原抗体的亲和性和亲和力亲和性指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原决定簇之间相适应而存在的引力，它是抗原抗体间固有的结合力。

亲和性用平衡常数K来表示，K值越大，亲和性越高，与抗原结合也越牢固。

抗原抗体反应特点及应用抗原抗体反应是指抗原与抗体之间的特异性相互作用。

抗原是一种能够刺激机体免疫系统产生抗体的物质，可以是蛋白质、多肽、糖脂、核酸或其他小分子化合物。

抗体是机体免疫系统产生的一种特异性蛋白质，能够与抗原结合形成抗原抗体复合物。

抗原抗体反应具有以下几个特点：1. 特异性：抗原与抗体之间的结合是高度特异的，每个抗体只能与特定的抗原结合。

这种特异性是由抗体的可变区域决定的，可变区域能够识别并与抗原结合。

2. 反应力强：抗原抗体反应的结合力非常强，常常能够达到亲和力和特异性的结合。

这种强结合力可以使抗体在体内和体外的抗原表面定位并保持稳定。

3. 多样性：机体能够产生大量的抗体，每个抗体与不同的抗原结合。

通过这种多样性，机体能够识别和抵御各种不同的抗原。

4. 可逆性：抗原与抗体的结合并不是永久性的，可以通过改变条件或断开结合来分离抗原和抗体。

这种可逆性使抗体能够参与免疫调节和清除抗原。

抗原抗体反应在医学和生命科学研究中有广泛的应用：1. 免疫诊断：通过检测体液中的特定抗体或抗原，可以用于诊断某些疾病。

例如，肝炎病毒抗体检测用于诊断肝炎，HIV抗体检测用于诊断艾滋病等。

2. 免疫组化：通过标记抗体的方法，可以在组织切片中检测特定抗原的分布和表达。

这在组织学研究和临床病理诊断中有很大的应用价值。

3. 免疫治疗：利用抗体的特异性结合能力，可以用于治疗某些疾病。

例如，单克隆抗体可以用于针对肿瘤细胞、感染性疾病和自身免疫疾病的治疗。

4. 免疫沉淀与免疫印迹：通过抗体对抗原的结合，可以用于沉淀特定蛋白质或分离特定蛋白质。

免疫印迹技术可以用于检测和鉴定特定蛋白质的存在与表达水平。

总之，抗原抗体反应是机体免疫系统中非常重要的相互作用。

它的特异性、反应力强、多样性和可逆性使得抗原抗体反应在医学和生物科学研究中有广泛的应用。

随着技术的发展和研究的深入，抗原抗体反应在疾病诊断、治疗和研究领域中将发挥更大的作用。