항체

항체는 면역글로불린 (Immunoglobulin: Ig)으로도 불리고 주로 형질B세포에서 생산되어 병원성 박테리아나 바이러스를 중화시키는 기능 등을 수행한다. 항체는 형질면역반응을 담당하는 주역이고, 병원균 고유의 특징적 분자 즉, 항원을 Fab(항원결합 조각, 그림1의 1)의 변이 부위 (Variable region: V)를 통하여 인식한다. 항체가 인식하는 항원의 부위를 항체인식부위 (epitope)라 한다.  항체는 항원에 결합하여 (가령, 박테리아나 바이러스가 감염하거나 생존하는데 필수적인 분자에 결합하여) 중화시키거나 (즉, 필수 분자들의 기능을 억제함으로써), 이들 또는 이들에 의해 감염된 세포를 표지함으로써 면역계의 다른 요소들이 공격할 수 있도록 유도한다. 항체가 면역계의 다른 요소들과 교통하여 면역기능을 나타내는 것은 Fc 부위를 통하여 이루어지며 (그림1의 2), 이 부위는 또한 항체의 종류를 결정한다.

그림1. 항체의 구조. 항체는 항원결합부위(antigen binding site)를 통해서 상호 구조적 상보성을 통하여 항원에 결합한다. ①; Fab 부위, ②; Fc 부위, ③; 중사슬 (하나의 변이 부위 V_H와 불변부위 C_H1, 경첩부위, ⑥; 그리고 불변부위 C_H2와 C_H3로 구성됨), ④; 경사슬 (하나의 V_L과 하나의 C_L 부위로 구성됨), ⑤; 항원결합부위 ()

항체는 적응성 면역계의 B세포, 특히 대부분은 분화된 형질세포에 의해서  분비된다. 항체는 분비되어 혈액 내의 혈장에 자유롭게 돌아다니는 분비형과 B 세포의 표면에 수용체 형태(B세포수용체)로 발현되는 막형의 두 가지 형태로 만들어진다.  B세포수용체(B cell receptor: BCR)는 B세포의 표면에서만 발견되며 이들 세포의 활성화를 매개하고 이에 따른 세포의 형질세포 또는 기억세포로의 분화를 촉진한다. 형질세포가 생산하는 항체는 막형의 B세포수용체와 동일한 Fab 부위를 가지고 있어 같은 항원 부위를 인식하나, Fc 부위는 막형이 아닌 분비형의 구조를 가짐으로써 B 세포수용체가 인식한 동일한 항원 부위에 대한 적절한 면역 기능을 나타내도록 한다. B세포가 항원을 인식하여 완전히 활성화되고 이에 따라 항체를 생산하는 대부분의 경우에는 B세포와 도움 T세포간의 상호작용을 필요로 한다.

목차

분체는극불린글가족에 속하는 당단백질이다. 이들은 두개의 중사슬(heavy chain: H-사슬)과 두개의 경사슬(light chain: L-사슬)로 구성된 전형적인 구조를 가지고 있다 (그림 1). H-사슬은 여러 다른 형태로 존재하여 (따라서 Fc의 형태도 달라짐) 이들의 형태에 따라 항체를 5가지의 이소타입(isotype; IgA, IgD, IgE, IgG, IgM))으로 분류할 수 있다. IgD를 제외한 각기 다른 Fc 부위를 특이적으로 인식하는 Fc 수용체 (Fc receptor: FcR)가 존재한다. FcR는 면역기능을 수행하는 여러 세포에서 발현되어 항원-항체 복합체가 이에 결합하면 적절한 면역 반응이 유발되게 된다. 가령 알러지 반응을 일으키는 항원은 IgE타입의 항체에 결합함으로써 비만세포의 탈과립 및 히스타민 분비를 유발하여 알러지 반응을 일으키는데, IgE에 대한 비만세포의 Fc 수용체의 활성화 과정을 통하여 일어나게 된다.

항체는 중사슬과 경사슬의 N-말단은 각 항체마다 아미노산 구성이 다른 변이부위(variable region: V-부위)로 이루어져 있고 그 이외의 부분은 각 항체 종류에 따라 아미노산 구성이 일정한 불변부위(constant region: C-부위)로 구성되어 있다. 중사슬과 경사슬의 변이부위(V_H및 V_L)가 서로 어울러져 항원에 결합할 수 있는 구조를 형성하며, 항원에 결합하는데 기여하는 각 사슬의 부위를 상보성결정부위(complementarity determining regions: CDRs)이라 한다.

항체의 주요기능은 다음과 같이 요약될 수 있다. 즉,

중화작용 : 항체가 박테리아나 바이러스 표면의 단백질에 결합하여 이들이 타겟에 결합하는 것을 방해함으로써 감염을 억제하는 기능

응집작용 : 항체가 세포들을 서로 응집시켜 덩어리를 만들어 대식세포의 포식에 용이한 타켓을 형성하도록 하는 기능

침전작용 : 항체가 혈청에 용해되어 있는 항원을 응집시켜 용액으로부터 침출, 덩어리를 형성하게 하여 대식세포의 포식작용이 용이하게 하는 기능

보체 활성화 : 외래 세포에 결합한 항체가 보체를 끌어들여 보체를 활성화 시켜 세포를 용해시키거나 염증 유발인자를 생성하여 염증 세포를 유인하여 염증을 촉진하는 기능

B세포, 중사슬, 경사슬, 유전자재배열, B세포수용체, 면역글로불린 (Immunoglobulin: Ig), 상보성결정부위(complementarity determining regions: CDRs), 변이 부위 (Variable region)

Kuby Immunology (7^th ed.) (2013).