驼奶粉在线课堂14: 骆驼重链抗体

在动物界中,骆驼被公认为是上帝创造的奇迹。上帝不仅赋予其十二生肖特征于一身的外形,还赋予了其顽强的生命力。

骆驼生存的条件虽然恶劣,但它的全身都具有开发利用的价值。骆驼乳,被誉为“沙漠白金”,也被人们视为是酒宴中的“八珍之一”(八珍即醍醐、童沆、驼蹄、鹿唇、驼乳糜、天鹅炙、元玉浆、紫玉浆);骆驼掌是美味佳肴;骆驼毛则纤维细、含绒量高,是编织业的好原料;骆驼皮可以制革。而骆驼峰、骆驼乳、骆驼肉不仅营养含量高,还具有很高的药用价值——这些也是大家所熟知的。

除此之外,骆驼还有着我们肉眼所看不到的“特别”之处。骆驼的免疫系统与人类或任何一种哺乳动物的免疫系统存在着重要差别:骆驼体内含有简单结构的抗体,且这些抗体比任何哺乳动物的免疫体都小得多,它们能深入机体的组织和细胞,在骆驼体液免疫中发挥重要的作用。研究人员发现这些小巧的抗体有着很大的威力,并且认为它们在疾病的诊断和治疗中具有无限的潜力。

骆驼重链抗体及其结构特性

1980年,比利时布鲁塞尔自由大学的免疫学家莱曼德哈马斯遇到了两个大胆的学生抱怨他们的实验课没意思,因为结果都是预先知道的,是不是可以给他们找些新颖的题目去研究?哈马斯想起他冰箱里还有半升骆驼血,虽然这是特别用来研究昏睡病的,但他觉得可以省出一点给大学生。他对学生说:“为什么我们不看看能否提纯骆驼的抗体呢?”结果让所有人都很迷惑。从血液中提取的抗体形式表明,它不属于所有脊椎动物的标准类型,骆驼产生的是一种完全新型的、更简单的变种抗体。就这样,骆驼抗体就从一个学生的实验迅速演变为哈马斯和同事研究的主要项目。最初,他们假设那些小的蛋白质只是常规抗体的碎片,但是,从肯尼亚空运过来的新鲜骆驼血也含有相同的新型抗体。哈马斯说:“这太奇怪了,所以我们花了两年时间来核查我们有没有搞错。”

经过继续研究,该小组证实,这种新型抗体不仅存在于单峰驼,也存在于其他骆驼科动物——双峰驼、美洲驼、羊驼、骆马和小羊驼。该小组成员,现在佛兰芒生物技术研究所工作的塞戈摩德曼斯说:“骆驼科动物为什么进化出这样奇特的抗体还是一个谜。”

1993年, Hamers-Caster man等报道了在骆驼科动物(单峰驼、双峰驼、美洲驼等)体内不仅存在相对分子质量约为170ku的常规四聚体抗体IgG1, 还含有天然重链抗体(Heavy chain antibody,HCAb) , 包含IgG2(约100ku) 和IgG3(约90ku) 亚型。其中IgG 1由两条重链和两条轻链构成, H CAb仅由两条重链构成, 不含轻链。

重链抗体尽管缺失轻链,但是作为抗体的功能还是完整的。克隆其可变区可得到只由重可变区形成的单域抗体,称为重链可变区基因抗体(VHH) , 其直径为2.5nm, 长为4nm, 所以又称为纳米抗体(Nanobody) 。骆驼科并不是唯一具有重链抗体的脊椎动物, 一些软骨鱼如护士鲨和斑纹须鲨体内也发现类似骆驼重链抗体结构的新抗原受体(new antigen receptor, NAR) , 它也仅由重链构成。

传统抗体IgG

◆传统抗体IgG

骆驼重链抗体

◆骆驼重链抗体

人类传统抗体、骆驼抗体(H CAb) 、软骨鱼类新抗原受体(IgN AR)

◆人类传统抗体、骆驼抗体(H CAb) 、软骨鱼类新抗原受体(IgN AR)

来源:《神奇的骆驼与糖尿病》,作者吉日木图、陈钢粮,驼奶粉品牌排行榜10强网整理。

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