272: 分泌抗體（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撰寫和插圖，是羅格斯定量生物醫學研究所（Rutgers Institute for Quantitative Biomedicine）為本科生和研究生舉辦的為期一周的訓練營的一部分。

生物的守護者

這裡顯示的是分泌型IgA，抗原結合域（Fab）為磚紅色，固定域（Fc）為橙色和黃色，J鍊為紫紅色，分泌片為紫色。該圖包含兩個結構：中心部分的原子級結構（PDB：6ue7）和Fab結構域的低分辨率結構（PDB：3chn）。
這裡顯示的是分泌型IgA，抗原結合域（Fab）為磚紅色，固定域（Fc）為橙色和黃色，J鍊為紫紅色，分泌片為紫色。該圖包含兩個結構：中心部分的原子級結構（6ue7）和Fab域的低分辨率結構（3chn）。 高質量的TIFF圖片可以從這裡獲得。

不是所有的抗體(antibody)都能對抗所有種類的感染。當你想到我們的免疫系統時，你可能會認為所有的戰鬥都是在血液中完成的，但事實上我們產生的大多數抗體是在保護身體的其他部分。這些抗體被稱為分泌型抗體（secretory antibody），是我們對抗粘膜病原體（mucosal pathogen）的第一道防線。分泌型抗體有兩種類型：分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulins A，sIgA）和分泌型免疫球蛋白M（sIgM），在整個身體的粘膜保護中起著主要作用。值得注意的是，由於粘膜表面的大面積特性，我們每天在腸道中產生大約2-3克這種抗體。這些抗體是我們對粘膜病原體，如SARS冠狀病毒2型（SARS-CoV-2）和腸道內細菌的免疫反應的關鍵。它們還在與腸道內共生細菌的有益互動中發揮作用。最近發表的研究表明，這些友善細菌通過與病原菌競爭菌落形成的場所、產生抑制性分子和準備我們的免疫防禦來促進對感染的抵抗。

牢牢掌握

分泌型抗體具有特殊的結構，由於其獨特的功能，使其能夠承受肺、胃、小腸和大腸、膽道和泌尿生殖器官的惡劣環境。分泌型抗體是以典型的Y型結構的抗體為基礎，加上一些獨特的修飾來促進其功能。為了幫助識別病原體，分泌型抗體通常有很多臂膀：sIgA（見PDB條目3chn和6ue7結構）由兩個（或多個）Y形亞單位組成，sIgM含有五個Y形亞單位。這種大量的臂膀使它能夠同時與病原體上的許多位點結合，增強相互作用。一個特殊的J鏈將它們固定在一起，鏈的兩端有短的延伸，形成一個類似澱粉樣纖維的β折疊排列，進一步穩定了整個組裝。

向外排放

分泌型抗體在專門的蛋白質的作用下被送至適當的地方。在內質網或高爾基體中，高分子量的免疫球蛋白受體（immunoglobulin receptors）與抗體結合，幫助它們離開細胞。一旦到了細胞外，受體蛋白就會被裂解並釋放出抗體。受體中與抗體結合的部分，稱為"分泌片"，如圖所示結構。

對抗守護機制的策略

細菌蛋白酶（sIgA1P，每個結構域用不同的藍色色調表示）與一部分分泌型IgA結合。請注意，請注意抗體的Fab和Fc區域之間的連接體是如何延伸並準備好進行裂解的。
細菌蛋白酶（sIgA1P，每個結構域用不同的藍色色調表示）與一部分分泌型IgA結合。請注意抗體的Fab和Fc區域之間的連接體是如何延伸並準備好進行裂解的。 高質量的TIFF圖片可以從這裡獲得。

細菌對這些分泌型抗體進行反擊。例如，引起肺炎（pneumonia）和腦膜炎（meningitis）的肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）會分泌一種蛋白酶（IgA1P）來降解和滅活抗體，如PDB條目6xja所示。它由三部分組成：一個與抗原結合部分（Fab區域）結合的結構域，一個與抗體的恆定部分（Fc區域）結合的結構域，以及一個位於兩者之間的活性位點，用於裂解蛋白。有趣的是，這些細菌利用Fab片段作為保護層來躲避宿主免疫系統。

探索結構

分泌型IgM的中心部分

顯示方式： 靜態圖像

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分泌型IgM抗體有五個典型的Y形抗體，可以與病原體表面的許多相鄰位點結合。與sIgA一樣，這種複合物由J鏈（紅紫色）和來自抗體鏈（亮黃色）尾部的β折疊固定在一起。它還含有一種分泌片，圖中紫色部分。這裡顯示的PDB條目6kxs包含分子的中央核心，但缺少Fab結構域。點擊圖片下方的按鈕，切換到可操作的交互式界面，更詳細地了解這個結構。

進一步的討論議題

  1. 通過構建紙質模型，了解更多關於PDB-101中抗體的結構和功能的信息。
  2. 分泌型IgA還能與另外兩種Y型抗體形成較大的複合體。請在PDBj主網站上搜索分泌型IgA（secretory IgA），以了解更多詳細信息。

參考文獻

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本文是由RCSB PDB的PDB-101提供的《當月的分子》2022年8月的文章的中文翻譯。請參考我們的條款和條件頁面。

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