Antibody Basics

• Basic Antibody Structure
• Antibody Classes and Subclasses
• Antibody Forms

Basic Antibody Structure

면역글로불린 항체(Igs)는 B 림프구에 의해 생성되어 혈장으로 분비됩니다. 단량체 형태의 Ig 분자는 분자량이 약 150 kDa인 당단백으로, Y자 형태와 거의 비슷하게 생겼습니다. Ig 단량체(그림 1)의 기본 구조는 두 개의 이황화물 결합으로 연결된 동일한 반반 구조로 구성됩니다. 각각의 반쪽은 약 50 kDa의 중쇄 및 약 25 kDa의 경쇄로 구성되어 있으며, 경쇄의 카르복실 말단 근처에 있는 이황화물 결합과 함께 연결되어 있습니다. 중쇄는 카르복실 말단(Y의 밑부분)에 있는 Fc 부분과 아미노 말단(Y의 팔 부분)에 있는 Fab 부분으로 나뉩니다. 탄수화물 사슬은 분자의 Fc 부분에 부착됩니다. Ig 분자의 Fc 부분은 중쇄로만 구성되어 있습니다. IgG와 IgM의 Fc 영역은 대식세포와 같은 면역조절세포의 표면에 있는 수용체와 결합할 수 있으며 면역 반응을 조절하는 사이토카인의 방출을 자극합니다. Fc 영역에는 모든 Ig에 공통적인 단백질 서열과 각각의 클래스에 대한 고유한 결정 요인이 포함되어 있습니다. 이러한 영역은 동일 클래스 내 서로 다른 Ig 분자들 사이에서 크게 다르지 않으므로 불변부라고 부릅니다. Ig 분자의 Fab 부분에는 단일 이황화물 결합으로 묶인 중쇄와 경쇄가 모두 포함되어 있습니다. 중쇄 한 쌍과 경쇄 한 쌍이 결합되어 항체의 항원결합부위를 형성합니다. 각 Ig 단량체는 두 개의 항원 분자와 결합될 수 있습니다. 

그림 1. 면역글로불린의 기본 구조.

Antibody Classes and Subclasses

주요 면역글로불린 항체(Ig) 클래스(그림 2)에는 IgA, IgD, IgE, IgG, IgM이 있습니다. 조류는 난황에도 IgY를 생성합니다.

그림 2. 주요 면역글로불린 클래스.

클래스 확인은 Ig 문자 명칭에 해당하는 그리스 문자로 지정된 중쇄의 Fc 영역의 클래스별 시퀀스에 의해 결정됩니다(예: 알파-IgA, 델타-IgD, 엡실론-IgE, 감마-IgG, 뮤-IgM). 경쇄는 면역글로불린 항체에서 일반적이며 두 가지 유형(카파 또는 람다)으로 발생합니다. 보통 그리스 문자 카파와 람다로 지정됩니다. 인간 및 생쥐의 면역글로불린 항체 특성은 각각 표 A와 표 B를 참조하십시오.

표 A

Human Immunoglobulin Properties
특성	IgG				IgA		IgM	IgD	IgE
H Chain class (heavy chain)	γ				α		µ	δ	ε
H Chain Subclasses	γ1	γ2	γ3	γ4	α1	α2	None	None	None
H Chain MW	50 kDa	50 kDa	60 kDa	50 kDa	55 kDa	55 kDa	70 kDa	62 kDa	70 kDa
L Chain MW* (light chain k & λ )	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa	23 kDa
Total MW	150 kDa	150 kDa	170 kDa	150 kDa	160 kDa (serum) 600 kDa (secretory)	160 kDa (serum) 600 kDa (secretory)	970 kDa	180 kDa	190 kDa
Ext. Coeff. 0.1 % @280 nm	1.4	1.4	1.4	1.4	1.32	1.32	1.18	1.7	1.53
Complement fixation	weak	weak	strong	no	불가능	no	strong	no	no
Fc receptor binding	strong	weak	strong	weak	yes	가능	yes	no	yes
Mast cell/basophil degranulation	no	불가능	불가능	불가능	불가능	불가능	불가능	no	yes
Placental transfer	strong	weak	strong	strong	no	불가능	불가능	불가능	no

* 모든 면역글로불린 항체 클래스에는 경쇄가 존재합니다. 인간의 경우 k. 사슬은 67 %가 발견되었고, λ 사슬은 33 %가 발견되었습니다. 다른 종에 대한 비율은 면역글로불린 항체의 경쇄 비율 표를 참조하십시오.

표 B

Mouse Immunoglobulin Properties
특성	IgG				IgA	IgM	IgD	IgE
H Chain class	γ				α	µ	δ	ε
H Chain Subclasses	γ1	γ2a	γ2b	γ3	None	None	None	None
0% of total LPG	46	24	27	2
Light chain	Approximately 95% kappa (K LC) - 5% lambda (λ LC)
Molecular weight (kDa)	160				160 (monomer) 350-400	900	180	190
Normal Serum Concentration (mg/mL)	0.3-5.0	0.1-4.0	0.1-5	0.1-0.2	0.01-0.03	0.1-1.6	0.003-0.01	0.0001-0.001
Serum half-life (days)	8-11	3-12	2.6-3.5	4-8	0.5-1	0.5-1	<1	<1
전기영동 이동성	fast	slow	slow	slow
Carbohydrate (%)	2-3				7-11	9-12	12-15	12
Complement fixation	-	+++	+++	+/-	-	+++	n.k	n.k
Ext. Coeff. 0.1 % @280 nm	1.4				1.35	1.18
침강계수	6.6				6.7	19	6.8	8

Ig 개체군에서 나타나는 카파 대 람다의 비율은 종에 따라 달라집니다. 표 C를 참조하십시오.

표 C

Immunoglobulin Light Chain Ratios
종	% k / λ
인간	67/33
생쥐	99/1
쥐	99/1
토끼	90/10
염소	1/99
양	1/99
돼지	50/50
소	1/99
말	1/99
닭	N/A

Antibody Forms

당사는 항체를 전체(완전한) 분자 및 F(ab)₂의 항체 조각으로 제공합니다. 표 D에서는 항체의 몇 가지 일반적인 형태를 강조합니다.

표 D

Antibody Forms	설명	용도
Whole Antiserum	온전한 항혈청에는 다른 모든 숙주 혈청 단백질뿐만 아니라 특정한 항체가 포함되어 있습니다.
Fractionated Antiserum (Ig fraction)	온전한 항혈청은 주로 항혈청의 면역글로불린 항체 분류를 산출하기 위해 분획됩니다. 이 분류는 소량의 다른 숙주 혈청 단백질을 포함할 수 있습니다.	IgG 분류와 분획된 항혈청은 매우 높은 친화성이 요구되는 상황에서 유용한 것으로 간주되며, 일반적으로 목적 항원이 희귀하거나 낮은 농도로 존재할 때 가장 유용합니다. IgG 분류에는 매우 높은 친화성을 가진 항체를 포함한다는 이점이 있습니다. 매우 높은 친화력을 가진 항체는 너무 강하게 결합되어 용리되지 않기 때문에 일부를 친화성 분리로 제거할 수 있습니다.
항혈청의 IgG 분류	온전한 항혈청은 분획된 다음 이온교환 크로마토그래피에 의해 정제되어 항혈청의 IgG 분류를 제공합니다. 이 분류에는 기본적으로 다른 숙주 혈청 단백질이 존재하지 않습니다.	IgG 분류와 분획된 항혈청은 매우 높은 친화성이 요구되는 상황에서 유용한 것으로 간주되며, 일반적으로 목적 항원이 희귀하거나 낮은 농도로 존재할 때 가장 유용합니다. IgG 분류에는 매우 높은 친화성을 가진 항체를 포함한다는 이점이 있습니다. 매우 높은 친화력을 가진 항체는 너무 강하게 결합되어 용리되지 않기 때문에 일부를 친화성 분리로 제거할 수 있습니다.
Affinity Isolated Antibody (AIA)	이러한 제품은 가장 높은 수준으로 정제된 것이므로 비특이성 결합의 양이 가장 적습니다. 항원과 특이적으로 결합하지 않는 면역글로불린 항체를 포함한 모든 숙주 혈청 단백질을 필수적으로 제거하는 항원 결합 아가로스를 이용한 면역 특이 정제 방식에 의해 항체로부터 친화성 분리 항원 특이 항체를 얻을 수 있습니다.	범용
Ascites Fluid	복수액(Ascites Fluid)은 생쥐의 복강 내에 특정 단클론 항체를 주입하여 발현된 하이브리도마 세포를 가진 생쥐에서 추출한 복강내액으로, 세포의 성장 챔버 역할을 합니다. 하이브리도마 세포는 고밀도로 성장하여 고역가 항체를 분비합니다. 복수액은 원심분리 방식으로 지질층과 세포 팰릿을 제거할 수 있습니다. 여기에는 면역글로불린 항체를 비롯한 숙주 혈청 단백질뿐만 아니라 특이 항체도 포함됩니다. 특이 항체 농도 범위는 1-10 mg/mL입니다. 총 단백질 농도는 약 20 mg/mL입니다.	범용
Tissue Culture Supernatant	상청액은 특정 단클론 항체를 분비하는 조직 배양에서 하이브리도마를 원심분리한 결과로 얻어지는 유체입니다. 따라서 일반적으로 상청액은 배양 배지 및 5-10 %의 소태아혈청을 포함하고 있습니다. 특이 항체 농도는 50 5 g/mL 범위입니다.	범용
Purified Immunoglobulin	정제된 면역글로불린 항체는 일반적으로 단백질 A 또는 단백질 G 친화성 크로마토그래피를 사용하여 정제된 단클론 항체를 말합니다.	범용
F(ab)2 조각	F(ab)2 조각은 2가 분자(두 개의 항체 결합 위치 포함)를 만드는 펩신이 포함된 IgG의 소화에 의해 생성되지만 Fc 부분은 부족합니다.	F(ab)2의 항체 조각은 Fc 영역이 있으면 문제가 발생할 수 있는 분석 시스템에 사용됩니다. 림프절, 비장, 말초 혈액 제제 등의 시료에는 Fc 수용체를 가진 세포(대식세포, B림프구, 자연살생세포)가 들어 있어 온전한 항체의 Fc 영역을 결합해 높은 백그라운드 발색을 유발할 수 있습니다. F(ab)2 조각을 사용하면 관찰된 모든 항체 결합이 Fc 수용체로 인해 발생한 것은 아니라는 사실을 확인할 수 있습니다.1 또한 이러한 조각은 세포를 용해할 수 있는 보체와 결합할 수 없기 때문에 혈장이 있는 곳에서 염색 세포 준비에도 적합할 수 있습니다. F(ab)2 조각은 크기가 작기 때문에 온전한 IgG보다 더 정밀하게 항원을 배치할 수 있으며 특히 전자 현미경을 위한 염색 조직에 유용합니다. 2가 형식의 F(ab)2 조각을 사용하면 항원의 교차결합이 가능해지며, 이로써 침전 분석, 로제팅 분석2 또는 표면 항원을 통한 세포 집적에 이 시약을 사용할 수 있게 됩니다.3

참고문헌

1. K S, T A, T T. 1998. Decreased Fcgamma receptor III (CD16) expression on peripheral blood mononuclear cells in patients with Sjögren's syndrome. 25 4 689-96. J Rheumatol.

2. DESAINTMARTIN J, SCHWARTZ J, MANNESSIER L, EYQUEM A. 1983. Idiotypic and anti-idiotypic determinants on lymphocytes during anti-Rh immunization. Revue Francaise de Transfusion et Immuno-hématologie. 26(6):573-583. https://doi.org/10.1016/s0338-4535(83)80072-5

3. De Reys S, Hoylaerts M, De Ley M, Vermylen J, Deckmyn H. 1994. Fc-independent cross-linking of a novel platelet membrane protein by a monoclonal antibody causes platelet activation. 84(2):547-555. https://doi.org/10.1182/blood.v84.2.547.547