抗原抗體的相互作用
抗原抗體的相互作用是免疫化學技術的基礎。抗體作為一種有效的研究工具，需要知道抗體究竟是怎樣與相應的抗原結合的。抗原與抗體相互作用的特點主要有以下三點。
圖1 抗原與抗體的結合
1.抗原和抗體結合的特異性
抗原決定簇和抗體的抗原結合位點之間以非共價鍵方式相互作用，二者在空間上必須處于緊密接觸狀態才能產生足夠的結合力，分子間的互補結構決定了抗原抗體結合的特異性。其中抗原抗體分子間的相互作用即親和力包括四種：氫鍵（Hydrogen bond）、離子鍵（lo
圖2 抗原抗體分子間相互作用的四種類型
抗原結構的微小改變能影響抗體抗原相互作用的強度。在接觸面失去單個氫鍵可以使相互作用的強度減低。相互作用都是在接觸面吸引和排斥作用的平衡之間進行的。結合位點氨基酸殘基的改變也能改變抗原抗體相互作用的強度。
2.抗原和抗體結合的可逆性
親和力（affinity）用于測定表位和抗體結合的強度。抗原和抗體以非共價鍵結合是可逆的（圖3），相互作用的強度可以描述為平衡反應。設[Ab]為游離的抗體結合位點的物質量濃度、[Ag]為游離的抗原結合位點的物質量濃度、[AbAg] 為抗原-抗體復合物的物質量濃度，則親和力計算公式為[AbAg]/[Ab][Ag]。
圖3 抗原抗體結合的可逆性
達到平衡的時間取決于擴散率，高親和力的抗體在較短時間內比低親和力抗體能結合抗原。高親和力抗體在免疫化學技術中使用效果較好，這與其有較高的活性，而且和復合物的穩定性有關。例如，高親和力的抗體與小分子蛋白抗原結合的解離半衰期為30min或長時間，而低親和力抗體的解離時間只有幾分鐘或短。
抗體抗原相互作用的親和力有差異，抗體抗原相互作用的親和常數受溫度、pH和溶劑的影響，這些條件的改變，在達到反應平衡時可以發現抗原-抗體復合物的數量增加或減少，促使反應向完全結合方向發展或使結合的抗原發生解離。可以根據此性質，利用親和層析法分離純化抗原或抗體。
3.抗原和抗體反應中量的關系
親合力（avidity）是指抗原-抗體復合物的整體穩定性。抗體抗原相互作用的整體強度受三個因素的控制：抗體對表位的內在親和力、抗體和抗原的結合價（valence）以及參與反應成分的立體結構。抗體具有多價結合能力，其中IgG和多數IgA是二價、IgM為十價。抗原可以是多價的，也可以是單價的。多價相互作用可以穩定免疫復合物（圖4）。
圖4 抗原抗體的結合價與抗原抗體的親和力之間的關系
如果多價抗原在試管中與特異性抗體混合，可以形成免疫復合物。在抗原和抗體的濃度合適的情況下，即等價帶（zone of equivalence）時，抗原和抗體分子間通過非共價鍵廣泛交聯形成大的免疫復合物。如果抗原過剩，由于抗原和抗體結合的可逆性，自由的抗原會置換已經結合的抗原，使已經結合抗原的抗體解離，不能形成大的免疫復合物；同樣，如果抗體過剩，自由的抗體會置換已經結合的抗體，使已經結合抗體的抗原解離，也不能形成大的免疫復合物（圖5）。
圖5 抗原抗體的分子比對抗原抗體形成免疫復合物的影響
以上簡述了抗原抗體相互作用的三個特點，即抗原抗體反應的特異性、可逆性及中量的關系。抗原抗體反應是免疫化學的基礎，如體液免疫的基礎便是抗原與抗體分子的結合，這種結合可以是結合在細胞表面，也可是游離形式的。通過抗原抗體的結合繼而引發出生理效應，例如調節作用、沉淀作用、凝集作用、促吞噬作用、溶細胞效應等，形成一整套機體體液免疫功能。同時了解抗原抗體的結合也是學習單克隆抗體 和多克隆抗體 制備等抗體技術的基礎，有助于讀者對安必奇抗體專題中提到的抗體技術的理解。
