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影響抗原抗體結(jié)合的因素有哪些？
2025-1-16 閱讀(176)
一、抗原抗體結(jié)合反應(yīng)的原理
抗原-抗體反應(yīng)是抗原和對應(yīng)抗體在一定條件下特異結(jié)合形成可逆性抗原-抗體復(fù)合物的過程。
抗原抗體反應(yīng)既可在機體內(nèi)進行，在體外也能發(fā)生，這種特性就是許多免疫檢測方法的基礎(chǔ)。
由于抗體主要存在于血清中，在抗原或抗體檢測中多以血清為試驗材料，故將體外抗原抗體的免疫學(xué)反應(yīng)也稱作血清學(xué)反應(yīng)。
抗原抗體反應(yīng)既可用已知的抗原檢測未知的抗體，這是臨床上常用的血清學(xué)診斷方法；也可用已知的抗體檢測未知的抗原，如微生物及其代謝產(chǎn)物、激素、藥物鑒定等的檢測。
抗體都是蛋白質(zhì)(免疫球蛋白)。多數(shù)抗原也是蛋白質(zhì)，少數(shù)為多糖、類脂、核酸等物質(zhì)。
抗原抗體結(jié)合反應(yīng)是免疫球蛋白分子上的抗原結(jié)合簇與抗原分子上的抗原決定簇相互吸引、以及多種分子間的引力參與發(fā)生的，這種反應(yīng)沒有化學(xué)鍵的形成。
抗原與抗體的相互作用是非共價的，可逆的，其特性符合許多化學(xué)反應(yīng)的基本原理。但因為抗體分子的結(jié)構(gòu)特點，以及抗原分子結(jié)構(gòu)的多樣性，使抗原抗體結(jié)合反應(yīng)表現(xiàn)出復(fù)雜性 。
抗原抗體反應(yīng)的過程是經(jīng)過一系列的化學(xué)和物理變化，包括抗原抗體特異性結(jié)合和非特異性促凝聚兩個階段，以及由親水膠體轉(zhuǎn)為疏水膠體的變化。
在以水為分散媒介的膠體中，在一定的酸堿度下，分散相分子中的極性基(如羧基、氨基、肽基等)發(fā)生電離而使膠體粒子帶電荷，同種粒子所帶電荷相同，彼此互相排斥。
這些極性基團與水有很強的親和力，使膠體粒子外圍構(gòu)成水層成為親水膠體，因而膠體粒子能均勻地分布在溶液中。
如果抗原抗體要發(fā)生特異性結(jié)合，就不能與周圍水分子結(jié)合，需構(gòu)成憎水膠體。
憎水膠體在溶液中的穩(wěn)定性取決于膠體離子的表面電荷。若在溶液中加入一定量的電解質(zhì)，則可中和膠體離子表面上的電荷，促使粒子相互吸引而出現(xiàn)凝集反應(yīng)或沉淀反應(yīng)等。
此外，還有庫倫吸引力、范德華力、氫鍵結(jié)合作用、疏水相互作用等分子間引力參與和促進抗原抗體反應(yīng)。
二、抗原抗體反應(yīng)的影響因素
1、內(nèi)在因素對抗原抗體結(jié)合的影響
內(nèi)在因素是指抗原和抗體本身的特性，這些特性直接影響了它們的結(jié)合能力。
(1)抗原的表位結(jié)構(gòu)
抗原的表位結(jié)構(gòu)是免疫細(xì)胞識別的關(guān)鍵區(qū)域。表位的形狀、大小和化學(xué)性質(zhì)決定了抗體能否與其結(jié)合。如果表位結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即使是很小的改變，也可能導(dǎo)致抗體無法識別抗原。
(2)抗體的親和力
抗體的親和力是指抗體與抗原結(jié)合的強度。親和力越高，抗體與抗原結(jié)合得越牢固。抗體的親和力取決于其可變區(qū)的氨基酸序列和三維結(jié)構(gòu)。
(3)抗體的類型
根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的不同，抗體可以分為五種主要類型：IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。不同類型的抗體在免疫反應(yīng)中發(fā)揮著不同的作用。例如，IgG是最常見的一種抗體，能夠在血液和組織液中廣泛存在，具有較長的半衰期。IgM是初次免疫反應(yīng)中最早產(chǎn)生的抗體，具有較強的凝集作用。
2、外在因素對抗原抗體結(jié)合的影響
(1)溫度
溫度是影響抗原抗體結(jié)合的重要因素之一。一般的最適溫度在37℃，溫度過高或過低都會影響抗原抗體的結(jié)合能力。
在一定范圍內(nèi)(15-40℃)，溫度的升高可以增加分子的熱運動，促進抗原和抗體的結(jié)合。但若溫度高于56℃，可能會導(dǎo)致抗原抗體結(jié)合的可逆反應(yīng)，導(dǎo)致復(fù)合物解離甚至變性。
隨著溫度越低，雖結(jié)合速度越慢，但結(jié)合牢固，易于觀察。某些特殊的抗原抗體反應(yīng)，對反應(yīng)溫度有特殊要求，如冷凝集素在4℃左右與紅細(xì)胞結(jié)合最好，20℃以上反而解離。
(2)pH值
抗原抗體反應(yīng)必須在合適的酸堿度環(huán)境中進行，pH過高或過低都將影響抗原-抗體的理化性質(zhì)。不同的抗原和抗體在不同的pH值下具有不同的電荷狀態(tài)，這會影響它們的結(jié)合能力。
大多數(shù)抗原抗體結(jié)合的最佳pH值在7.0-7.4之間，這是人體血液的正常pH范圍。pH值的微小變化可以顯著影響抗原抗體的結(jié)合能力。
此外，當(dāng)pH達(dá)到或接近顆粒性抗原的等電點時，即使沒有相應(yīng)抗體存在時，也會引起抗原非特異性凝集，即自凝，造成假陽性反應(yīng)，嚴(yán)重影響試驗的可靠性。
(3)鹽濃度
鹽濃度也是影響抗原抗體結(jié)合的重要因素。鹽離子可以影響蛋白質(zhì)的溶解度和穩(wěn)定性，從而影響抗原抗體的結(jié)合。在低鹽濃度下，抗原和抗體的結(jié)合能力較強；而在高鹽濃度下，結(jié)合能力會減弱。
抗原抗體均為蛋白質(zhì)分子，大多數(shù)情況下等電點偏酸性，所以在中性或者弱堿性環(huán)境中抗原抗體分子表面帶有負(fù)電荷，適當(dāng)濃度的離子強度可以屏蔽抗原和抗體表面電荷之間的排斥作用，破壞其表面電荷平衡，讓蛋白子分子相互吸引出現(xiàn)凝集沉淀現(xiàn)象，從而影響抗原抗體的結(jié)合。
(4)競爭性抑制
競爭性抑制是指其他分子與抗原或抗體的競爭性結(jié)合，從而影響抗原抗體的結(jié)合能力。
?、俚鞍踪|(zhì)
反應(yīng)基質(zhì)中的其他蛋白質(zhì)可能與抗體或抗原發(fā)生非特異性結(jié)合，干擾抗體與抗原的特異性結(jié)合。這些蛋白質(zhì)可以占據(jù)抗體的結(jié)合位點或改變抗原的表面結(jié)構(gòu)，從而降低特異性結(jié)合的效率。
某些蛋白質(zhì)可以影響抗原或抗體的穩(wěn)定性和三維折疊狀態(tài)。比如，分子伴侶蛋白可以幫助維持蛋白質(zhì)的正確折疊，防止錯誤的二聚體或聚集體形成，從而保持抗原和抗體的功能性結(jié)合。
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溶液中的游離糖分子可以與抗原或抗體發(fā)生非特異性相互作用，干擾特異性結(jié)合。例如，糖類分子可以通過氫鍵或疏水相互作用占據(jù)抗體的結(jié)合位點，從而減少抗體與抗原的特異性結(jié)合。
?、劭乖贵w結(jié)構(gòu)被破壞
a.污染物
環(huán)境中的污染物，如重金屬、有機溶劑和化學(xué)物質(zhì)，可以影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，從而影響抗原抗體的結(jié)合能力。如某些污染物可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，降低抗原抗體的結(jié)合能力。
b.應(yīng)激條件
應(yīng)激條件，如高溫、低溫、缺氧和輻射，可以影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和功能，從而影響抗原抗體的結(jié)合能力。
