免疫球蛋白结构教学文案

免疫球蛋白结构

1972年诺贝尔生理医学奖生物031王宽这年得奖者的研究在于抗体化学结构的发现，GeraldMauriceEdelman（美国人）和RodneyRobertPorter（英国人）共同获得此项珠荣

＊GeraldM.Edelman

GeraldM.Edelman博士于1929年7月1日出生于纽约，父母分別是EdwardEdelman及AnnaFreedmanEdelman，他的父亲在纽约是一位应用物理学家。

Edelman的获奖更是不计其数，除了在1972年诺贝尔医学奖外，也在1954年获得宾州大学SpencerMorrisAward，在1965年生物化学方面获得美国化学公会的theEliLillyAward。1969年在Ursinus学院的年度校友奖。

他而后的研究集中于形态发生，例如组织和器官构成的差异。从1981年起，他成为theNeurosciencesInstituteatRockefellerUniversity的主管，他试着建造脑功能和神经发展的一般性理论，并在他的书中探讨神经进化论（TheTheoryofNeuronalGroupSelection(1987)）。(*2)＊RodneyR.Porter

RodneyRobertPorter于1917年10月8日在英国的Newton-le-Willows蓝开君出生。他在1939年与UniversityofLiverpool拿到学士学位，并在1948与剑桥拿到博士学位。取得博士后在剑桥工作了一年，1949年他成为NationalInstituteofMedicalResearch的科学人员，直到1960年才加入St.Mary‘sHospitalMedicalSchool,LondonUniversity成为第一個免疫学教授。1967年他被指派為牛津大学的生化教授。他的生平得奖如下：FellowoftheRoyalSociety,1964GairdnerFoundationAwardofMerit,1966CibaMedal(BiochemicalSociety),1967KarlLandsteinerMemorialAwardfromtheAmericanAssociationofBloodBanks,1968NationalAcademyofSciences,U.S.A.,ForeignMember1972他在剑桥时拿到的博士学位是师承与Dr.F.Sanger，而且是在研究蛋白质化学。1948年Porter开始研究抗体的结构，但是于Dr.A.J.P.Martin共同合作下，研究转移到蛋白质分溜的方法，特別是色层分析法。1958-59年他的研究回到抗体的化学结构，利用木瓜蛋白，他得到三個片段的产物。1962年，他在St.Mary‘sHospitalMedicalSchool继续研究这项主題，并推出抗体缩氨酸练的结构。自从搬到牛津后，他关心抗体结构的结合位置，免疫血球素遗传的标记，和近来化学结构一些早期全部构成要素。1940-46Porter加入军队，从服伺theR.A.,R.E.,andR.A.S.C.，最后成为军队中的少校。1942年阿尔及利亚入侵时在第一军团。在Silicy到意大利入侵时为第八军团。他留在地中海中央军队，在意大利、澳洲、希腊、特里克岛直到1946年一月。(*3)研究內容

Edelman和Porter1972由于发现抗体的结构而获得了诺贝尔生理医学奖。免疫体或抗体是存在于血液中的一群蛋白质的名称，在感染之防御及各种疾病发病时担任重要的角色。但在这之前，对抗体的认识实在是非常的不完整，直到Edelman与Porter1959发表了他们初步的的研究成果，并在接下来几年继续完成了几项对于抗体的重要研究。抗体最特殊的是：与生体的不同物质(抗原)反应而结合，具有非常独特的结合能力。血液中大概存在五万多种不同的抗体，各种抗体只对一特定的抗原产生反应。这些抗体的基本性质相类似，但各种抗体都具特性，因而形成及不匀的集团，又因为抗体被视为具有复杂构造的巨大分子，所以抗体的化学研究一直无法顺利进行。(*4)

Edelman和Porter各自发表了对抗体分子构造基本研究成果，他们皆将抗体分解成小片段来观察。Porter主要致力于将抗体中负责与外来抗原结合的部分从抗体中分开，他发现可利用酵素--木瓜蛋白(papain)，将抗体分成三部分(参考fig.3.)，其中包含了两个较小且相似的片段，可与抗原特异地结合，其它方面也有几乎相同的性质；另外一片段欠缺活性，但保持原来的抗体分子具有生物学上的性质。Edelman将抗体分子假定与其它各种蛋白质一样，由一些polypeptide链所构成，而他认为polypeptide链间最可能以硫键结合在一起，故他试图将这些键结打断来观察其中的各条polypeptide链，结果他发现这些胺基酸链单独存在时都不具有任何抗体的功用。后来他们两人终于证实：抗体是由四条polypeptide链，就是两条同样的lightchains和两条同样的heavychains所构成，并全部集合成一个Y字型(参考fig.1.)，其Y字上半部之V字型的两边，分别由一条lightchain及一条heavychain的上半部所组成，负责与外来的抗原结合，Y字的下半部则包含了两条heavychains的下半部；其实抗体有多种不同的种类，每一种都具有其不同的功能与特性，但是它们全部都具有上述所说的分子型态。Porter综合这些结果提出抗体分子的标本，后来被证实具有非常的正确性。Edelman与Porter的研究为生物医学界带来很大的冲击，他们描绘出抗体这个重要的分子其分子结构及作用方式，为接下来的研究奠定了一个重要的基础，其中在免疫学当中占了极大的部分。而且他们的发现马上为全世界带来了一股研究的风潮，不论是在免疫学界、生物化学界、医学界，因为这是对于学术的研究上及临床的诊断与治疗上的一大突破(*5)Fig.1.Edelman诺贝尔演讲报告中所展示的抗体化学结构

Fig.2.GeraldM.Edelmanwithamodelofthegammaglobulinmolecule,1972(*2)Fig.3.Poter在他诺贝尔演讲报告中，展示利用papain作用于兔子的IgG上，可得三个片段。Fig.4.利用Doublediffusion来看heavychains及lightchains跟AntiFab及

AntiFc的作用。lightchain只跟antiFab反应，而heavychain跟antiFab

和antiFc都有反应,。这代表了，Fab包含部分的heavyandlightchains，而Fc只包含heavychain.(此为Poter的实验)Fig.5.利用fig.4.Poter推出抗体化学结构如下发展与应用

抗体的应用很广泛，尤其在我们了解它的构造后，对于它的研究与发展，更是越来越重要。在各种生物医学研究中，无不利用特异性抗体来鉴定、分离、或纯化抗原，而在医学诊断上，也无不利用抗体做为有力的工具。尤其自单株抗体发展以来，抗体的应用价值又大幅地提高，成为各种领域中需要的技术。而细胞激素及疫苗在疾病防治上的应用价值更是不容置疑的。疫苗（vaccine）是利用Ｂ细胞的记忆能力让身体先具备产生抗体的能力，用以对抗将来可能碰上的疾病。不过如果身体没有预先产生抵抗力时就受到病菌的攻击时，就必须直接注射抗体来救急。假设是被毒蛇咬伤，就要记清楚毒蛇的特征，到医院注射对抗蛇毒的抗体。这些抗体是由马或牛预先注射蛇毒，然后再抽它们的血而得到的，不过现今可利用微生物基因工程技术而获得。因此，抗体不仅在各种生物医学研究领域中是非常重要的，在防治疾病及生物技术的实用价值上，更是一项不可或缺的角色。另外，由于哺乳类动物的免疫系统相当的精密，几乎任何的外来物质都会引发免疫反应而产生抗体，抗体因而有了更广泛的应用。安非他命、FM2、摇头丸等毒品都可以注射到动物体内而产生专一性的抗体，而这些抗体就可以应用于各种检验试剂，从尿液中分辨是否有这些毒品的存在，只要几分钟就可以让毒虫无所遁形实验室中，酵素连结免疫吸附分析法（enzyme-linkedimmunosorbentassay；ELISA）也是抗