항체에 대한 세부적인 이야기 part2

안녕하세요?

지난번 시간에 항체의 세부적인 이야기에 들어가서, 항체(antibody)라는 것이 단순한 Y자 형태만이 아니라 다양한 형태로 존재할 수 있음을 부여 주었는데, 이번 포스팅에서는 더욱 세부적인 이야기를 될 수 있으면 알 기 쉽게 풀어서 설명을 할 것이며, 항체가 어떻게 항원(antigen)과 결합을 할 수 있는지와, 무엇이 항체를 다양하게 다양하게 만드는 지에 대해서 다루도록 하겠습니다.

지난번 포스팅에서 페파인 혹은 파파인(papain)에 의해서 항체가 Fab와 Fc부위로 나누어 진다고 언급을 하였습니다. 이 Fab부위는 VH, VL과 CH1, CL의 영역이 짝을 이루면서 연결이 되어 있으며, CH1, CL부위는 이황화 결합에 의해서 안정되게 연결이 되어 있습니다. 그리고 VH와 CH1, VL과 CL의 연결은 '팔꿈치'처럼 구부러지는 것을 허용한다고 합니다.

뭐라고 해야 할까요? 위 그림에서 묘사되는 것처럼 VH와 VL부분은 꺽어진느 것이 가능한 상태입니다. 그리고 위 그림에서 '붉은색'으로 표시된 VH와 VL의 끝부분, 이 부위에서 아미노산의 서열 변화가 집중되어 있어서 따로 '극가변부위(hypervariable region, HV)'라고 불린다고 합니다. 또한 이런 극가변부위가 '항원'과 상보적인 결합을 하기 땜분에 '상보적 결정부위(complementarity-determine region, CDR)'이라고도 불린다고 합니다.

항원에서 이렇게 HV 또는 ,CDR과 결합하는 부위를 '항원결정부위 (antigen determinant)' 또는 '에피토프(epitope)' 라고 부르며, 자연계에서는 '탄수화물' 혹은 '단백질'로 이루어 져 있다고 합니다. 그리고 항원이 같은 종류의 에피토프를 '여러개'가지거나, 서로다른 종류-2종류 이상의 '에피토프'를 가지는 것을 두고서 '다가(multivalent)'항원이라고 부른다고 합니다.

또한 특이하게도 '항체'가 결합하는 '에피토프의 모양'에 따라서 아래의 그림과 같이 2종류로 나뉘어서 부른다고 합니다. 먼저 아래의 그림을 보아 주시기 바랍니다.

먼저 항체에 일직선상으로 연속된 에피토프가 결합하는 것을 가르켜서 '선형 에피토프(linear epitope)'라고 합니다. 반대로 단백질이 3차 구조를 이루면서, 위 그림의 우측과 같이 '아미노산 서열'로는 서로 떨어져 있으나, '3차 구조상 가까운' 에피토프로 인해서 항체에 붙는 부위가 있습니다. 이런 부위를 '구조적 에피토프(conformational epitope)' 또는 '비연속성 에피토프(discontinous epitope)'라고 부른다고 합니다.

이제 항체의 기둥이라고 해야 할까요? Fc부위에 대해서 이야기에 들어가고자 합니다. 우선 Fc부위는 2개의 CH2와 2개의 CH3로 이루어져 있는데, 이 CH2부위에 효과기 분자라고 하는 보체 C1q와 Fc수용체에 대한 결합장소가 있다고 합니다. 그리고 이 CH2부위에 탄수화물이라고 면역학책에서 기술하고 있는 N-glycosyaltion이 일어나는 부위도 있습니다.

링크 : 단백질의 당화 (Protein Glycosylation)

자세한 내용은 위 링크에 들어가시면 나오는데, 항체란 것이 순수하게 '단백질'만으로 되어 있는 것이 아니라, 단백질의 당화가 일어나서 생긴 '당단백질'이라고 합니다. 다만 아쉽게도 면역학 책에서는 이 이상은 Fc에 대해서는 특별히 다루지는 않고 있어서, 이 포스팅에서도 더 다룰 내용이 없다고 생각합니다.

이제 항체의 다음 신비한 부분으로 넘어가야 겠습니다. 사람의 몸속에서는 항체가 IgG라고 해서 일반적으로 'Y자 형태'로 표시가 되는 항체를 중심으로 설명을 했지만, 예전의 포스팅을 보시면 IgG이외에도 IgA, IgM, IgE, IgD가 있다는 언급을 했습니다. 이에 대해서 간략하게 나마 아래의 도표에서 정리를 해 보았으니, 먼저 도표를 보아 주셨으면 합니다.

우선 사람의 몸속에서 IgG는 4가지 아종류가 있다고 합니다. 이 아종류의 특징을 이야기 하기 위애서는 IgG항체의 '경첩(hindge)'라는 부위에 대한 설명을 먼저 해야만 하겠습니다. 앞에서 항체 그림을 보면서 많이 보아왔던 부위이기도 한 것이 바로 경첩부위인데, 먼저 아래의 기름을 보아 주셨으면 합니다.

그럼 뜬겂이 왜 이 경첩부위를 언급하였는가 하면, 바로 이 경첩부위의 특성과 길이면에서 가장 큰 차이가 IgG 아종류 간에 나타난다고 면역학책에서 언급을 하고 있습니다. 자세하게 언급은 되지 않았지만, IgG3의 경우에는 Fc부위의 거의 두배에 달할 정도로 긴 경첩을 지닌데 비해서, IgG2와 IgG4의 경첩은 짧아서 Fab와 Fc를 가깝게 두게 할 정도로 짧고 간결한 경첩을 갖는다고 합니다.

원래라면 여기서 IgG의 4가지 아종류만 아니라, 다른 종류의 항체에 대해서도 구조적으로 어떻게 다른지를 짚고 넘어가야 하지만, 그렇게 하기에는 포스팅의 내용이 필요 이상으로 너무 길어져 버리기 때문에 여기서 끊어야 겠습니다. 그래서 다음번 포스팅에서 나머지 내용을 다룰 것을 약속드리며 이번 포스팅은 여기서 끝내도록 하겠습니다. 긴글 읽어 주셔서 감사합니다.