꼬슬꼬슬 Convergence !!

  항체의 기본 구조는 위 그림과 같습니다.
  혈액 속에 가장 많이 존재하고, 비교적 단순한 구조인 IgG급 항체의 구조 입니다.
  Y자 형에 항체와 결합하는 부위가 있고 나머지 잘 모르는 부분들이 있네요.

  IgG급 항체를 환원제로 처리하면 항체의 cystein 간 disulfide bond(이황화결합)이 끊어집니다. 이것을 전기영동(electrophoresis)하면 두 가지 크기의 단백질이 나타납니다. 이 중 하나가 그림에서 안 쪽에 Y 자 모양으로 보이는 heavy chain 이고 나머지 하나가 바깥쪽 연녹색의 light chain 입니다.

  IgG 항체 한 분자는 heavy chain과 light chain 각각 두개씩으로 구성되어 있습니다.

  그림을 천천히 보면서 읽어주세요^^
  IgG 항체는 단백질 분해 효소인 papain으로 절단해도 항원에 대해 반응 합니다. 그 이유는 두 개의 항원 결합 부위(antigen binding fragment) Fab와 항원과 결합하지 않는 Fc (crystalizable fragment)로 나뉘기 때문입니다.
  즉, Fab는 항원과 결합하고 Fc는 항원과 결합하지 않는 것입니다. Fc 는 모아 놓으면 결정을 형성하는데 이것으로 IgG 급 항체의 항원 특이성이 달라도(항원 결합 부위의 구조) Fc 지역을 구성하는 아미노산 서열이 서로 같음을 알 수 있습니다.
  
  IgG 항체를 pepsin으로 잘랐을 때는 두 개의 항원 결합 부위가 한 조각에 존재하는 F(ab')2가 얻어집니다. 이것 역시 항원과 결합하는 능력이 있습니다.
 
  위와 같은 것들은  IgG급 항체들의 항원 결합과 상관 없는 부분의  아미노산 배열이 서로 매우 유사함을 보여줍니다.

  또 그림과 같이 한 분자의 IgG 항체에는 항원이 결합 할 수 있는 두 개의 독립적인 부분이 있어서 하나의 항체가 두분자의 항원과 동시에 결합 할 수 있습니다.

  그림 처럼 heavy chain과 light chain이 쌍을 이루어 항원 결합 부위는 다른 부분과는 다른 독립적인 구조를 형성합니다. 한 분자의 항체에 있는 각각의 heavy chain과 light chain은 나머지 하나와 아미노산 배열이 완전히 같아서 결론적으로 하나의 항체에 두 개의 똑같은 항원 결합 부위가 존재하게 됩니다.

  다른 class의 항체들은 아마노산 배열이 IgG 항체와 다르긴 하지만 그 기본 구조는 유사합니다.
오늘은 여기 까지입니다. 점점 어렵네요^^ 고등학교때까지 항체는 그냥 Y 자로만 알았는데^^

 


  항체(antibody)는 항원(antigen)과 결합하는 단백질입니다.

  이 항체는 항원의 작용을 방해하거나 불능화 시키는 중화(neutralization)와 항원이 제거되도록하는 반응을 유도하는 작용기능(effector function) 등 여러가지 기능을 합니다.



  항체는 체액성 면역 반응에서 혈청과 체액에 녹아있는 immunoglobulin glycoprotein 입니다. 서로 다른 항체는 항원특이성은 다르지만 물리화적적으로 아주 유사합니다.
  또, 항체는 체액 뿐만 아니라 B cell의 표면에서 B cell의 항원수용체로(surface immunoglobulin) 존재합니다. 혈액의 항체는 이 B cell 표면의 immunoglobulin이 밖으로 분비된 것입니다.


 - primary antibody repertorie
  위에서도 말했 듯이 항체의 구조는 유사하지만 각각 항체의 항원특이성은 매우 다양합니다.

 - secondary antibody repertorie
  특정한 항원과 다시 반응하게 되면 항체의 항원특이성은 특정한 항원에 대해 반응성이 높아집니다.

  인간을 포함한 포유류에서는 5가지 그룹(class)의 항체가 존재합니다. 이 각각 그룹을 항체의 class 또는 isotype 이라고 합니다.
  서로 다른 급의 항체는 항체의 모양 및 기능에 따라 구분됩니다.  이 구분은항원특이성과는 무관합니다.

 

 

이번에는 항원과 항체의 결합에 대해서 알아보겠습니다.

그동안의 내용들은 다른 사물과 비유하기 힘든 부분이 많아서(?) 좀 재미가 없었을 것 같네요.
이제 머리를 쥐어 짜내서라도  좀더 이해하기 쉬운 글을 쓰도록 하겠습니다.
서론이 길었죠.^-^
언제든지 틀린 내용에는 딴지 부탁드립니다.^^

다시 들어갑니다. 항원과 항체의 결합에 대해서 이야기 하겠습니다.

 - 항원과 항체의 결합은 항체의 아미노산 분자와 항원 분자간의 비공유 결합 입니다. 이런 비공유 결합은 둘 사이의 거리가 가까워져서 생깁니다.
 - 항원과 항체는 서로 화학적으로 상보성을 가진 특이적 결합입니다.
 - 또 항원이 항체와 결합하는 부분은 항원의 전체가 아닌 항원의 일부분이며, T cell 항원의 경우도 마찬가지로 항원의 일부분만이 T cell과 결합합니다.

이렇게 항체와 결합하는 항원의 일부 지역을 항원 결정(결합) 부위(antigenic determinant) 또는 epitope 이라고 합니다.
항원은 큰 분자인 경우가 많고 항원 전체에 한 가지 항체만 결합하는 것이 아닙니다.
즉 하나의 항원에는 다양한 항원 결정 부위(epitope)가 있다는 말입니다.

아래 그림에서 세균(항원)의 표면에 서로 다른 모양의 epitope을 보실 수 있습니다. 항체 A와 항체 B가 붙에 있네요. ㅎㅎ

아래 폭탄모양 그림 처럼 여러 종류의 epotope을 가질 수 있습니다. 또 오른쪽 그림에서는 epitope이 MHC와 결합한 작은 분자네요.

예를 들어 우리 집에 제 힘으로 제압할 수 있는 도둑이 들어왔다고 가정해봅시다. 도둑을 맨손으로 제압하기 위해서 도둑(항원)의 손을 묶을 수도 있고 발목을 잡고 늘어질 수도 있고 어쩌면 헤드락을 걸어버릴 수도 있다는 것이죠. 그러니깐 우리 집에 칩입한 항원을 근거리에서 제압할 수 있는 부위가 여러군데 라는 겁니다.

사실 제압이라기 보다 epitope은 항원을 인식하는 부위라고 하는 것이 정확합니다!!


■ B cell epitope

  항체는 B cell의 항원 수용체로 항원의 입체 구조를 그대로 인식하여 항원과 직접 결합합니다. 탄수화물, 단백질, 핵산 등 모든 물질을 인식하며 epitope이 여러 종류일 수도 있고, 그 것들이 서로 다르게 생기거나 혹은 비슷하게 생길 수도 있습니다. 


■ T cell epitope
  
  아래 그림의 초록색 분자 부분이 epitope입니다.

  T cell의 항원 수용체인 TCR(T Cell Receptor)은 단백질 항원만 인식합니다.
  다시 설명하자면 TCR이 항원인 큰 단백질과 직접 결합하지는 못합니다. 즉 입체구조를 인식하지 않는 다는 말입니다. 대신 항원 단백질의 펩타이드가 다른 세포의 MHC(Major Histocompatibility Complex)단백질과 결합된 상태를 인식합니다.
  간단히 말해서 단백질 항원의 일부 아미노산 서열을 인식하여 면역반응을 하는 것 입니다.
  즉, 항원 단백질의 일부 펩타이드 서열이 T cell epitope이 되는 것입니다.


■ 항원 인식에서  T cell과 B cell의 차이

  혹시 늑대와 7마리 아기염소 이야기를 기억하시나요?

  "블라블라 여차저차 하여 늑대가 엄마 염소의 흉내를 내서 아기 염소들을 잡아 먹으로 갑니다. 6마리의 아기 염소는 엄마 흉내(변성)를 내는 늑대에게 속아서 그만 잡아 먹히고 말지요. 하지만 마지막 한마리 아기 염소는 늑대의 목소리(아미노산 서열)를 듣고 엄마 염소가 아니라는 것을 알아차립니다."
 (이해를 위해 제가 나름 각색을 했습니다 ^^ 이해해주시길)

  위 이야기에서 늑대 밥이 된 6마리 아기 염소는 B cell, 살아 남은 한마리 아기 염소는 T cell에 비유할 수 있습니다.
  즉 B cell은 항원을 인식할 때 항원의 구조를 인식합니다. 그래서 항원의 구조가 변하면 더 이상 면역 기억 반응을 못 합니다. 약점을 가지고 있죠.
  하지만 T cell은 항원의 일부 아미노산 서열을 인식하기 때문에 구조가 변해도 그 서열만 안 변한다면 면역 반응을 할 수 있습니다. 염소 탈을 쓴 늑대를 잡아내는 것이죠.

  추가로 에피톱이 Linear(선형)한 경우 변성되거나 잘려도 epitope이 유효하지만 Conformational(입체)한경우 변성되거나 잘리면 epitope이 사라집니다.



■ 면역 우성 epitope (immunodominant epitope)

  한  항원은 여러 종류의 epitope을 가질 수 있습니다. 이렇게 여러 종류의 epitope 모두가 똑같이 면역 반응을 유도하는 것은 아닙니다.
  어떤 epitope은 다른 epitope보다 B cell 또는 T cell과 더 잘 반응합니다. 이런 epitope을 면역 우성 epitope이라고 부릅니다.
 

  면역 반응이 일어나면 이 면역 우성 epitope과 반응하는 항체가 많이 만들어지게 되는 것입니다.
  그리고 한 항원에서 B cell epitope과 T cell epitope은 서로 다를 수 있습니다.

짤막한 정리
한 항원에는 항체(B cell, T cell 포함)가 항원을 인식하는 부위인 epitope이 있고, 그 종류가 여러 가지일 수 있으며, B cell과 T cell의 epitope에는 차이가 있다. 그리고 epitope에 따라 반응하는 정도가 다른데 B cell 또는 T celll과 잘 반응 하는 것을 면역 우성 epitope이라고 한다!!

이번 포스트는 제가 분량 조절에 실패한 것 같습니다;; 너무 많은 것 같아요.
그리고 가면 갈 수록 내용이 어렵네요.^^ 끝까지 봐주셔서 감사합니다!!

면역학에 대해서 조금씩 조금씩 쓰고 있습니다.
이번에는 항원에 대해서 간략히 소개하겠습니다.

미리 밝히지만 저는 면역학 전문가가 아닙니다.
저도 공부하면서 올리는 것이니 부족한 점은 보태주시길^^

■ 항원(antigen)이란?

 

  - 항원(antigen)이란 항체(antibody)와 결합하는 모든 물질
  - 항체와의 결합성과 상관없이 적응면역과 반응하는 모든 물질

 

  쉽게 말하자면 면역 반응을 일으키는 모든 물질이 항원이라는 것입니다.
  보통 항원이 항체 반응을 유도하기 때문에 항원이라고 불리지만 위에서도 말했듯이 항원은 항체 반응 뿐만 아니라 B림프구, T림프구와도 반응하여 면역 반응을 일으킵니다.
  이런 항원에는 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산 등과 같은 생체 물질 뿐만 아니라 화학 물질을 포함한 세상의 모든 물질이 항원이 될 수 있습니다.


  하지만 모든 항원이 면역 반응(항체의 생산 등)을 유도 하지는 않습니다. 이런 의미에서 우리 몸 속에 들어와서 체액성 면역 반응이나 세포 매개성 면역 반응을 일으키는 물질은 항원과 구별하여 면역원(immunogen)이라고 부릅니다.


■ B cell antigen (B림프구 항원)

  - 항체와 결합하는 항원 (B cell은 항체를 생산하는 림프구 입니다.)
  - 세포, 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산 등의 생명체 분자
  - 화학분자



■ T cell antigen (T림프구 항원)

  - T 림프구와 반응하는 물질
  - 단백질 또는 단백질과 공유결합된 물질