抗原抗体结合的影响因素

转载某理工大学讲义，如果有更新的研究文章更好，呵呵

第一节抗原抗体反应的原理

抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇 ( 表位 )与抗体超变区的沟槽

分子表面的结构互性与亲合性而结合的。

一、抗原抗体的结合力

抗原抗体间结合为非共价键结合，有四种分子间引力参与。

(1)静电引力：是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相

互吸引的力。又称为库伦引力。这种引力的大小与两电荷间的距离的平方

成反比。两个电荷距离越近，静电引力越强。

(2)范登华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨道上电子之间相互作

用时，因两者电子云中的偶极摆动而产生吸引力。能促使抗原抗体相互结

合，这种引力的能量小于静电引力。

(3)氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼此接近时，相互间可

形成氢键，使抗原抗体相互结合。氢键结合力较范登华引力强。

(4)疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时，相互间正、负极性

消失，亲水层也立即失去，排斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步

相互吸引，促进其结合。疏水作用力是这些力中最强的，对维系抗原抗体

结合作用最大。

二、抗原抗体的亲合性和亲合力

亲合性是指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适

应而存在的引力，它是抗原抗体之间固有的结合力，可用平衡常数K 来表示： K=K1/K2 ， K 值越大，亲合性越高；亲合性越高，与抗原结合越牢。

抗体的亲合力是指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度，

与抗体结合价直接相关，即所谓多价优势，如IgG为两价，亲合力为单价

的 103 倍， IgM为5～10价，亲合力为单价的107 倍。由于抗原抗体的结合反应是可逆的，若抗体的亲合力高，与抗原分子结合牢固，不易解离；反

之即容易解离。

三、亲水胶体转化为疏水胶体

大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们溶解在水中皆为胶

体溶液，不会发生自然沉淀。这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大量

的氨基和羧基残基，在溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，在蛋白质

分子周围出现了带相反电荷的电子云并形成了水化层，由于电荷的相斥，就

避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。当抗原抗体结合后，使水化层表面

电荷减少或消失，水化层变薄，电子云也消失，蛋白质由亲水胶

体转化为疏水胶体。再加入电解质，如NaCl，则进一步使疏水胶体物相互靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。

第二节抗原抗体反应的特点

一、特异性

抗原抗体的特异性是指抗原分子上的抗原决定簇和抗体分子超变区结

合的特异性，由两者之间查问结构互补决定的。抗体分子 VH 区和 VL 区上各自具有的三个高变区共同组成抗原结合部位，该部位形成一个与抗原决

定簇互补的槽沟，决定了抗体的特异性。因此，在抗原抗体反应的免疫学实

验中，可以用已知的抗原或抗体来检测相应的抗体或抗原。但较大分子

的蛋白质常含有多种抗原表位。如果两种不同的抗原分子上有相同的抗原

表位，或抗原、抗体间构型部分相同，皆可出现交叉反应。

二、比例性

比例性是指抗原抗体特异性结合时，生成结合物的量与反应物浓度的

关系，只有当二者浓度比例适当时，才出现可见的反应。因此在进行抗原

抗体试验时，抗原抗体反应比例最合适的范围，称为抗原抗体反应的等价

带。当抗体过量时，称为前带，抗原过量时，称为后带。三、可逆性

抗原与抗体结合形成复合物后，在一定条件下，有可以解离为游离的

抗原与抗体，这种特性称为抗原抗体反应的可逆性(renersibility)。抗原

抗体的结合是分子表面的非共价键结合，形成的复合物是不牢固的，在一定

条件下可以解离，因此抗原抗体反应形成复合物的过程是一个动态平衡。抗

原抗体复合物解离取决于两方面的因素：一是抗体对应抗原的亲合

力；二是环境因素对复合物的影响。高亲合力抗体的抗原结合点与抗原表位

的空间构型上非常适合，两者结合牢固，不容易解离；反之，低亲合力

抗体与抗原形成的复合物较易解离。环境因素中pH 过高或过低均可破坏离子间静电引力，降低抗原抗体的结合力，促使其解离。免疫技术中的亲合

层析法，常用改变 pH 和离子强度促使抗原抗体复合物解离，从而纯化抗原或

抗体。

四、反应阶段性

抗原抗体反应可分为两个阶段。第一阶段为抗原与抗体发生特异性结

合的阶段，此阶段反应快，仅须数秒至数分钟，但不出现可见反应；第二

为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在环境因素 (如电解质、 pH 、温度、补体 )的影响下，进一步交联和聚集，表现凝集、沉淀、溶解、补体结

合介导的生物现象等肉眼可见的反应。此阶段反应慢，往往需要数分钟至

数小时。

实际上这两个阶段难以严格区分，所需时间亦受多种因素和反应条件的影

响，如反应开始时抗原抗体浓度较高，且两者比例恰当，则很快能形成可

见反应。

第三节影响抗原抗体反应的因素

影响抗原抗体反应的因素很多，主要有两个方面：一是抗原抗体本身

的因素；另一方面是反应环境因素。

一、反应物自身因素

抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应的主体，所以它们的特性直接影

响其结合情况。

(一 )抗原

抗原的理化性状、表面抗原决定簇的种类和数目等均可影响抗原抗体

反应的结果。

(二 )抗体

抗体对抗原抗体反应的影响主要有以下三个方面：

(1)来源：不同动物来源的免疫血清，其反应性存在差异。如家兔等大

多数动物的免疫血清，由于具有较宽的等价带，与相应抗原结合易出现可

见的抗原抗体复合物。马、人的免疫血清等价带窄，抗原不足或过剩，均

易形成可溶性复合物。而单克隆抗体一般不用于沉淀或凝集反应。