면역글로불린이라고도 알려진 항체는 항원이라고 불리는 외부 물질의 존재에 반응하여 면역체계에 의해 생성되는 특수 단백질입니다. 항체의 주요 기능은 박테리아, 바이러스 및 기타 유해 물질과 같은 항원을 인식하고 결합하여 중화하는 것입니다.

항체는 항원에 결합함으로써 그 효과를 중화시키고, 다른 면역 세포에 의해 파괴되도록 표시하거나, 침입한 병원체를 제거하기 위해 다양한 면역 반응을 활성화할 수 있습니다. 또한 항체는 면역 기억과 재발성 감염으로부터 보호하는 데 필수적인 역할을 합니다.

항체는 연구에 필수적인 도구로, 과학자들이 생물학적 샘플에서 특정 단백질이나 분자를 감지할 수 있도록 해줍니다. 웨스턴 블롯팅, 면역조직화학 또는 유세포 분석과 같은 기술에 사용되는 이러한 표적 제제는 세포 구성 요소 및 질병 메커니즘에 대한 정확한 통찰력을 제공합니다. 이들의 특이성은 의학 및 생명공학의 발전을 촉진하여 항체를 과학적 탐구와 혁신에 매우 귀중한 것으로 만듭니다.

항체의 구조

항체의 구조는 150개의 폴리펩티드 사슬, 즉 50개의 동일한 중쇄와 25개의 동일한 경쇄로 구성된 ~XNUMX kDa의 Y자형 분자입니다. 각 중쇄는 ~XNUMXkDa이고, 각 경쇄는 ~XNUMXkDa입니다. 두 개의 중쇄는 이황화 결합으로 서로 연결되고, 각 중쇄는 이황화 결합으로 경쇄에 연결됩니다.

각각의 중쇄와 경쇄는 일련의 유사한 도메인으로 구성됩니다. 경쇄는 두 개의 도메인(V_L, C_L) IgG 항체의 중쇄에는 4개(V_H, C_H1, C_H2, C_H삼). Y자형 구조의 끝부분에는 각 항체에 특이적인 가변 영역(V)이 포함되어 있어 특정 항원을 인식하고 결합할 수 있습니다. 이러한 가변 영역은 서열과 구조가 매우 다양하므로 항체가 다양한 항원과 상호작용할 수 있습니다. Y자형 항체 구조의 하부에는 불변 영역(C)이 포함되어 있습니다. 이 영역은 항체의 이소형(예: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD)과 면역 세포에 대한 결합 또는 면역 체계의 다른 구성 요소 활성화와 같은 특정 기능을 결정합니다.

항체는 Fab(항원 결합 단편)와 Fc(결정성 단편)라는 두 영역으로 분할될 수도 있습니다. Fab 단편은 경쇄와 가변 도메인이 있는 중쇄의 일부로 구성되며, Fc 영역은 불변 도메인으로 구성된 나머지 중쇄로 구성됩니다.

항체 연구 응용

특정 단백질을 인식하고 결합하는 항체의 능력은 연구에서 매우 중요합니다. 이러한 특이성은 과학자들이 관심 있는 특정 단백질을 정확히 찾아낼 수 있게 해줍니다. 연구에서 항체를 사용하는 몇 가지 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

웨스턴 블 랏팅

이 기술은 겔 전기영동을 통해 크기에 따라 단백질을 분리한 다음 이를 막으로 옮기는 과정을 포함합니다. 그런 다음 관심 단백질에 특이적인 1차 항체를 사용하여 막의 단백질에 결합합니다. 그런 다음, 화학발광이나 형광으로 단백질을 검출할 수 있도록 2차 항체를 첨가합니다. Western blotting은 단백질 크기와 존재량에 대한 정보를 제공하는 데 자주 사용됩니다.

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면역세포화학(ICC) 및 면역조직화학(IHC)

면역세포화학(세포 염색)과 면역조직화학(조직 염색)은 모두 항체를 활용하여 단백질 풍부도, 분포 및 국소화에 대한 시각적 세부 정보를 제공합니다. 이는 형광 태그(즉, 면역형광) 또는 효소 연결 태그(즉, 발색 검출)와 접합된 항체를 사용하여 시각화한 다음 현미경 기술을 사용하여 시각화할 수 있습니다.

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유세포 분석

형광 마커로 태그가 지정된 항체는 유세포 분석에 사용되어 특정 표면 마커 또는 세포내 단백질에 따라 세포를 분석하고 분류합니다. 유세포 분석의 주목할만한 장점 중 하나는 수많은 형광 신호(때로는 12개를 초과함)를 활용하여 개별 세포 내 및 다양한 샘플 전반에 걸쳐 여러 단백질의 상대적 발현 수준과 절대 발현 수준을 동시에 평가할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 세포 집단, 면역 반응 및 세포 신호 전달 경로를 조사하는 데 매우 귀중한 방법입니다.

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효소 결합 면역흡착 분석법(ELISA)

ELISA는 샘플에서 특정 단백질이나 항체를 검출하고 정량화하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 이 분석에서 표적 분자는 마이크로플레이트와 같은 고체 표면에 고정됩니다. 비특이적 결합 부위를 차단한 뒤, 효소로 표지된 특정 항체나 항원을 첨가해 표적 분자에 결합한다. 결합되지 않은 물질을 제거하기 위한 일련의 세척 단계 후에 기질이 추가되어 샘플에 존재하는 표적 분자의 양에 비례하여 색상 변화 또는 형광 신호가 발생합니다.

면역침전(IP)

항체는 단백질의 복잡한 혼합물로부터 특정 단백질이나 단백질 복합체를 분리하는 데 사용됩니다. 이 방법에서는 미세한 구슬에 결합된 항체가 관심 단백질을 잡아서 용액 밖으로 끌어냅니다. 결합되지 않은 단백질이 세척되면 관심 있는 단백질이 저pH 완충액을 사용하여 비드와 항체에서 분리됩니다. 그런 다음, 정제된 단백질은 웨스턴 블롯이나 ELISA와 같은 일련의 샘플에 존재하는 단백질의 상대적인 양을 비교하기 위한 실험이나 단백질-단백질 상호작용을 연구하기 위한 다른 실험에 사용될 수 있습니다.

단일 클론 항체

단일클론항체(mAb)는 면역체계의 정밀성을 활용하여 맞춤형 치료 및 연구 도구를 만드는 생명공학의 최첨단 발전을 나타냅니다. 하이브리도마 기술은 mAb 생성에 가장 널리 사용되는 방법입니다. 하이브리도마(B 세포와 골수종 세포의 융합)는 항원에 특이적인 mAb를 지속적으로 공급하기 위해 생성됩니다. 이러한 mAb는 암이나 자가면역 질환과 같은 질병과 관련된 특정 분자에 선택적으로 결합하도록 설계되었습니다.

결론적으로, 항체에 대해 배우면 이러한 중요한 분자가 어떻게 작동하는지 더 명확하게 알 수 있습니다. 그들의 구조를 이해하면 신체의 다른 것들과 어떻게 상호 작용하는지 알 수 있습니다. 이러한 기초를 통해 우리는 연구자들이 질병 진단, 새로운 치료법 개발 등 다양한 방법으로 항체를 사용하는 방법을 확인할 수 있습니다. 항체는 우리의 건강과 지속적인 의학 연구 모두에서 큰 역할을 합니다.

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Janeway CA Jr, Travers P, Walport M 등. 면역생물학: 건강과 질병의 면역 체계. 5판. 뉴욕: 갈랜드 사이언스(Garland Science); 2001. 전형적인 항체 분자의 구조. 이용 가능: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27144/