항체
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Chaehui.Lee@ghent.ac.kr
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항체(antibody) #
면역글로불린(항체; antibody)은 면역계를 이루는 단백질입니다. 이 단백질들의 기능은 신체의 외부로부터 오는 세균이나 바이러스 같은 외부 물질(항원, antigen)과 결합하는 것이며, 그로 인하여 항원을 무력하게 만드는 것이고, 이와 같은 작용을 항원-항체 반응(antigen-antibody reaction)이라고 한다. 이들은 면역 항체라고 하는데 보통 항체라고 하면 면역 항체를 뜻한다. 항체와 면역글로불린은 동일한 의미로 면역글로불린은 항체로서 작용하는 당단백질 이다. 혈청(serum)을 전기영동하면 알부민, α-, β-, γ-글로불린 분획으로 구분하는데, 항체는 γ-글로불린분획에 있기 때문에 면역글로불린(immunoglobulin: Ig)이라고 부른다. 가장 잘 연구된 면역글로불린은 면역글로불린 G(IgG)이며, 면역글로불린에는 이 밖에도 IgA, IgM, IgD, IgE 계열이 있습니다. 이들 IgG 자체는 약간의 구조적 차이에 근거하여 다시 몇 개의 소 그룹으로 나누어진다. 항체는 플라즈마 세포에서 생성 및 분비된다.
구조 및 작용 #
항체는 전체적으로 Y 모양이다. 항체의 이황화 결합을 절단해보면, 두 개의 폴리펩티드(polypeptide) 사슬로 분리되는데, 이 중 더 가볍고 짧은 2개의 동일한 폴리펩티드 사슬을 L사슬(L chain), 더 무겁고 긴 동일한 2개의 폴리펩티드 사슬을 H 사슬(H chain)이라고 한다. 4개의 사슬은 각각 몇 몇의 이황화결합과 비공유결합으로 연결된다. Y의 줄기는 2개의 긴 단백질 사슬(heavy chain)로만 구성된다.
L 사슬과 이 L 사슬과 동일한 분자량을 가진 H사슬로 구성 된 두 개의 단위체를 Fab단편 (ab는 antigen binding의 앞 글자를 뜻한다)이라고 한다. 한 분자의 항체에는 항원과 결합할 수 있는 부위가 2개 있는데, 이 각각의 부위는 Fab 단편의 끝 부분에 위치하고 있습니다. 이곳은 항원의 항원결정인자(에피토프, epitope)와 결합할 수 있다. Fc단편은 항원-항체 결합에는 관여하지 않지만 항원을 파괴하는 후반의 과정에 사용된다.
모든 면역글로불린들은 구조적으로 L사슬과 H사슬 양쪽에 아미노산 서열의 변이가 많은 가변부위(variable: V)와 변이가 적은 불변부위(constant: c)를 비슷하게 가지고 있다. H사슬(heavy chain)과 L사슬(light chain)은 각각 110개의 아미노산잔기로 구성하는 펩티드를 구성단위로 한 영역구조를 하며, 항체에서 V 및 C부위는 독립된 기능을 수행한다. V 부위는 항원-결합 특이성을 부여하며, C 부위는 항체의 전체적인 구조 형성과 면역계의 다른 요소들이 이 분자를 인지하는데 관여한다.
모든 항체 분자의 L사슬의 C 부위(C-L)는 동일한 아미노산 서열을 가지고 있다. 마찬가지로 모든 H사슬의 C부위도 동일한 서열(C-H)을 가지고 있지만, C-L부위의 아미노산 서열과는 다릅니다. 그러나 V부위는 항체마다 차이가 난다.
한 항체 분자의 다른 부위들 간에 아미노산 서열의 유사성은 상당히 두드러진다. 특별한 경우에는, 항체 분자의 V-L, V-H 부위의 아미노산 서열이 거의 같다. 이는 이미 이중적 대칭성을 가지고 있는 항체 분자가 4개의 부위를 가지고 있으며, 각 부위 또한 이중적 대칭성을 가지고 있음을 의미합니다. 항체의 한 특징은 항원-결합 부위가 VH와 VL의 부위와 같은 여러 개의 소단위들의 결합으로 형성된다는 점이다. 이와 같은 소단위들의 상호작용으로 결합 부위를 형성한다는 것은 많은 다수 소단위 단백질들의 공통적인 특징이다.
Fig.1. 항체의 구조 #
[출처 : google]
항체의 기능 #
항원과 결합하여 면역반응을 일으키도록 돕는다. 체액성 면역반응과 세포매개성 면역반응으로 나눌 수 있는데, 항체 자체로 항원을 제거하는 과정이 체액성 면역반응이고, 항원과 결합하여 T세포의 도움으로 항원을 제거하는 과정이 세포매개성 면역반응 이다. 항체는 한 종류의 특정 항원에만 결합합니다. 항원과 결합한 백혈구는 특정 항원에 대응하는 항체를 대량으로 생성할 수 있는 클론으로 증식하여 면역반응을 가속화한다.
하위기관 #
보체가 숙주세포에 결합하여 그곳에서 활성화 되면 숙주세포를 죽일 수도 있습니다. 또한 보체가 마구 활성화되면, 그 과정에 만들어진 여러 가지 단백질 조각들로 인하여 염증반응이 유도되어 숙주에 나쁘게 작용할 수도 있다. 따라서, 숙주세포는 보체의 활동을 조절하는 여러 조절단백질을 이용하여 과다한 활성화를 조절한다.
| 종류 | 기능 |
|---|---|
| IgA | 호산성구가 기생충을 인지하고 죽이는 것을 돕는다. 눈물, 침(타액)과 함께 분비되고, 장과 비강(코안)같은 점막에서 분비된다. 혈액에선 단일체이지만 분비될 때는 J단백으로 2개가 연결된 이중체입니다. 모유에 포함되어 있어 신생아의 면역을 돕는다. |
| IgD | B세포(B cell)가 특정 항원을 인지하는 과정, 그리고 활성화되어 형질세포로 분화하는 것을 돕는다. |
| IgE | 주로 알레르기 반응과 염증 반응에서 작용합니다. 호염기구와 비만세포의 과립분비를 도와서 헤파린, 히스타민 등의 물질을 분비하게 된다. 즉시 과민 반응을 일으키기도 하고, 호산성구가 기생충을 인지하고 죽이는 것을 돕는다. |
| IgG | 면역 반응을 주로 담당하는 항체이며 2차 면역 반응 과정 동안 대량 생산되고, 보체 연쇄반응을 활성화시킨다. 미생물에 옵소닌(opsonin)으로 작용하여 대식세포와 중성구의 식균작용을 돕습니다. 자연살생세포의 활성화도 돕는다. 태반을 통과하고 모유에 분비되어 태아와 신생아의 면역 반응을 돕는다. |
| IgM | 1차 면역 반응에서 만들어지는 최초의 항체이다, 다섯 개의 Y가지가 J 단백으로 결합되어 있고 보체 체계를 활성화 시킨다. |
나노바디(nanobody) #
나노바디(nanobody), 일명 Single-domain antibody는 낙타과나 연골어류(상어)의 항체인 Heavy-chain antibody로부터 개발되었습니다. 나노바디는 기존 항체 대비 작은 크기와 안정된 구조로 조직 침투성과 항원 접근성을 향상시키고, Fc에 의한 면역 부작용을 최소화 하며, 다양한 투여 경로를 적용할 수 있고, 제조가 용이하여 기존 항체 치료제의 미충족 수요를 극복할 수 있는 차세대 혁신 항체 기술입니다.
나노바디(nanobody)와 기존항체(conventional antibody) #
나노바디(nanobody)는 기존 항체(conventional antibody)와 다르게 두개의 H사슬(heavy chain)만을 갖고 있습니다.(항체-구조 및 작용 참조)H사슬은 가변부위(variable: V)를 갖고 있고, 이는 항원-결합 특이성을 부여합니다.
나노바디(nanobody)의 이용 #
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