272: 分泌型抗体（Secretory Antibodies）

Author: Lauryn Brooks, Carolina Colón-Colón, Aayushi Patel, Asya Polat, David S. Goodsell Translator: 于 健（PDBj）


本文由Lauryn Brooks, Carolina Colón-Colón, Aayushi Patel和Asya Polat撰写和插图，是罗格斯定量生物医学研究所（Rutgers Institute for Quantitative Biomedicine）为本科生和研究生举办的为期一周的训练营的一部分。

生物的守护者

这里显示的是分泌型IgA，抗原结合域（Fab）为砖红色，固定域（Fc）为橙色和黄色，J链为紫红色，分泌片为紫色。该图包含两个结构：中心部分的原子级结构（PDB：6ue7）和Fab结构域的低分辨率结构（PDB：3chn）。
这里显示的是分泌型IgA，抗原结合域（Fab）为砖红色，固定域（Fc）为橙色和黄色，J链为紫红色，分泌片为紫色。该图包含两个结构：中心部分的原子级结构（6ue7）和Fab域的低分辨率结构（3chn）。 高质量的TIFF图片可以从这里获得。

不是所有的抗体(antibody)都能对抗所有种类的感染。当你想到我们的免疫系统时，你可能会认为所有的战斗都是在血液中完成的，但事实上我们产生的大多数抗体是在保护身体的其他部分。这些抗体被称为分泌型抗体（secretory antibody），是我们对抗粘膜病原体（mucosal pathogen）的第一道防线。分泌型抗体有两种类型：分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulins A，sIgA）和分泌型免疫球蛋白M（sIgM），在整个身体的粘膜保护中起着主要作用。值得注意的是，由于粘膜表面的大面积特性，我们每天在肠道中产生大约2-3克这种抗体。这些抗体是我们对粘膜病原体，如SARS冠状病毒2型（SARS-CoV-2）和肠道内细菌的免疫反应的关键。它们还在与肠道内共生细菌的有益互动中发挥作用。最近发表的研究表明，这些友善细菌通过与病原菌竞争菌落形成的场所、产生抑制性分子和准备我们的免疫防御来促进对感染的抵抗。

牢牢掌握

分泌型抗体具有特殊的结构，由于其独特的功能，使其能够承受肺、胃、小肠和大肠、胆道和泌尿生殖器官的恶劣环境。分泌型抗体是以典型的Y型结构的抗体为基础，加上一些独特的修饰来促进其功能。为了帮助识别病原体，分泌型抗体通常有很多臂膀：sIgA（见PDB条目3chn和6ue7结构）由两个（或多个）Y形亚单位组成，sIgM含有五个Y形亚单位。这种大量的臂膀使它能够同时与病原体上的许多位点结合，增强相互作用。一个特殊的J链将它们固定在一起，链的两端有短的延伸，形成一个类似淀粉样纤维的β折叠排列，进一步稳定了整个组装。

向外排放

分泌型抗体在专门的蛋白质的作用下被送至适当的地方。在内质网或高尔基体中，高分子量的免疫球蛋白受体（immunoglobulin receptors）与抗体结合，帮助它们离开细胞。一旦到了细胞外，受体蛋白就会被裂解并释放出抗体。受体中与抗体结合的部分，称为 "分泌片"（secretory component），如图所示结构。

对抗守护机制的策略

细菌蛋白酶（sIgA1P，每个结构域用不同的蓝色色调表示）与一部分分泌型IgA结合。请注意，请注意抗体的Fab和Fc区域之间的连接体是如何延伸并准备好进行裂解的。
细菌蛋白酶（sIgA1P，每个结构域用不同的蓝色色调表示）与一部分分泌型IgA结合。请注意抗体的Fab和Fc区域之间的连接体是如何延伸并准备好进行裂解的。 高质量的TIFF图片可以从这里获得。

细菌对这些分泌型抗体进行反击。例如，引起肺炎（pneumonia）和脑膜炎（meningitis）的肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）会分泌一种蛋白酶（IgA1P）来降解和灭活抗体，如PDB条目6xja所示。它由三部分组成：一个与抗原结合部分（Fab区域）结合的结构域，一个与抗体的恒定部分（Fc区域）结合的结构域，以及一个位于两者之间的活性位点，用于裂解蛋白。有趣的是，这些细菌利用Fab片段作为保护层来躲避宿主免疫系统。

探索结构

分泌型IgM的中心部分

显示方式： 静态图像

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分泌型IgM抗体有五个典型的Y形抗体，可以与病原体表面的许多相邻位点结合。与sIgA一样，这种复合物由J链（红紫色）和来自抗体链（亮黄色）尾部的β折叠固定在一起。它还含有一种分泌片，图中紫色部分。这里显示的PDB条目6kxs包含分子的中央核心，但缺少Fab结构域。点击图片下方的按钮，切换到可操作的交互式界面，更详细地了解这个结构。

进一步的讨论议题

  1. 通过构建纸质模型，了解更多关于PDB-101中抗体的结构和功能的信息。
  2. 分泌型IgA还能与另外两种Y型抗体形成较大的复合体。请在PDBj主网站上搜索分泌型IgA（secretory IgA），以了解更多详细信息。

参考文献

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本文是由RCSB PDB的PDB-101提供的《当月的分子》2022年8月的文章的中文翻译。请参考我们的条款和条件页面。

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