Просмотр кода страницы Антитела

{{Другие значения|Антитела (значения)}}
[[Файл:Antibody-ru.svg|thumb|Схема взаимодействия антигена и антитела]]
'''Антитела́''', '''иммуноглобулины''' — крупные [[Глобула (полимеры)|глобулярные]] [[Белок|белки]] [[Плазма крови|плазмы крови]], выделяющиеся [[Плазматические клетки|плазматическими клетками]] [[Иммунная система|иммунной системы]] и служащие для нейтрализации [[Клетка (биология)|клеток]] [[патоген]]ов ([[Бактерии|бактерий]], [[Грибы|грибов]], [[Многоклеточный организм|многоклеточных]] [[паразит]]ов) и [[вирус]]ов, а также белковых [[яд]]ов и некоторых других чужеродных веществ. Каждое антитело распознаёт уникальный элемент патогена, отсутствующий в самом организме, — [[антиген]], а в пределах данного антигена — определённый его участок, [[эпитоп]]. Связываясь с антигенами на поверхности патогенов, антитела могут либо непосредственно нейтрализовать их, либо привлекать другие компоненты иммунной системы, такие как [[система комплемента]] и [[фагоцит]]ы, чтобы уничтожить чужеродные клетки или вирусные частицы. Антитела — важнейший компонент [[Гуморальный иммунитет|гуморального специфического иммунитета]].

Антитела (иммуноглобулины) образуют [[Суперсемейство белков|белковое суперсемейство]]. Молекула антитела имеет Y-образную форму, на двух концах молекулы располагаются два одинаковых сайта связывания антигенов, а третий конец бывает одного из нескольких видов, в зависимости от него антитела относят к тому или иному классу. В состав одного антитела в большинстве случаев входят две [[Тяжёлые цепи иммуноглобулинов|тяжёлые цепи]] и две [[Лёгкие цепи иммуноглобулинов|лёгкие цепи]]. У [[Млекопитающие|млекопитающих]] существует пять типов тяжёлых цепей — α, γ, δ, ε и μ, которым соответствуют пять {{нп5|Изотип (иммунология)|изотипов|en|Isotype (immunology)}} (классов) антител — [[IgA]], [[IgG]], [[IgD]], [[IgE]] и [[IgM]]{{sfn|Ройт и др.|2000}}. Антитела каждого изотипа отличаются от других функциями и особенностями структуры. Колоссальная вариабельность антител обеспечивается перестройками [[локус]]ов, кодирующих тяжёлые и лёгкие цепи, в ходе [[V(D)J-рекомбинация|V(D)J-рекомбинации]].

Образование антител, распознающих нормальные белки организма ([[Аутоантитела|аутоантител]]), составляет основу развития [[Аутоиммунные заболевания|аутоиммунных заболеваний]], например, [[Системная красная волчанка|системной красной волчанки]], [[Ревматоидный артрит|ревматоидного артрита]], [[Сахарный диабет 1-го типа|диабета 1-го типа]] и других. Полное или частичное отсутствие антител приводит к развитию [[иммунодефицит]]ных состояний.

== Строение ==
[[Файл:Antibody IgG2.png|thumb|Иммуноглобулиновые домены формируют две тяжёлые цепи (красная и синяя цепи) и две лёгкие цепи (жёлтая и зелёная цепи). В состав иммуноглобулинового домена входит от 7 (константные домены) до 9 (вариабельные домены) β-листов]]

Молекулы иммуноглобулинов (антител) имеют форму буквы «Y» и состоят из двух одинаковых лёгких и двух одинаковых тяжёлых полипептидных цепей, соединённых вместе дисульфидными связями. Полипептидные цепи на «верхних» концах «буквы Y» завершаются [[аминогруппа]]ми и являются антигенсвязывающими участками, «ножка» — [[Карбоксильная группа|карбоксильными]] группами{{sfn|Ройт и др.|2000|loc=Иммуноглобулины — особое семейство белков}}.

Известны растворимые и [[Клеточная мембрана|мембранные]] формы антител. Мембранные антитела встречаются у [[B-лимфоцит]]ов и называются [[B-клеточный рецептор|B-клеточными рецепторами]]. Растворимые антитела по строению практически идентичны мембранным, различия касаются лишь [[C-конец|C-концевой]] (константной) части. Молекула [[мономер]]ного иммуноглобулина имеет [[Молекулярная масса|молекулярную массу]] 150—170 [[Дальтон (единица измерения)|кДа]] и состоит из четырёх [[полипептид]]ных цепей: двух лёгких, или L-цепей ({{lang-en|Light}}) (масса 50—60 кДа), и двух тяжёлых, или H-цепей ({{lang-en|Heavy}}) (масса 100—120 кДа), которые располагаются симметрично и соединены [[Дисульфидная связь|дисульфидными связями]]. H- и L-цепи соединены единственной дисульфидной связью, расположенной недалеко от C-конца лёгкой цепи, остальные дисульфидные связи скрепляют H-цепи. В состав лёгких цепей входит два [[Гомология (биология)|гомологичных]] сегмента ([[Домен белка|домена]]), а в состав тяжёлых — 4—5 доменов. Домены состоят из приблизительно 110 [[Аминокислоты|аминокислотных]] остатков (а. о.) и имеют сходную пространственную структуру, которая стабилизирована одной дисульфидной связью, однако их функции различаются{{sfn|Ярилин|2010|с=232}}. Эти домены относятся к так называемым иммуноглобулиновым доменам, содержащим характерный {{нп5|структурный мотив||en|Structural motif}}, известный как иммуноглобулиновая укладка, представленная двумя [[Бета-лист|β-слоями]], которые взаимодействуют друг с другом с помощью дисульфидных связей и [[Электростатика|электростатических]] взаимодействий, формируя нечто наподобие сэндвича<ref>{{cite pmid|14690046}}</ref>. Домены взаимодействуют друг с другом посредством [[Гидрофобность|гидрофобных]] взаимодействий{{sfn|Ярилин|2010|с=235}}.

[[Файл:Immunoglobulin_basic_unit.svg|thumb|300px|left|Строение мономерного антитела. 1 — фрагмент Fab, 2 — фрагмент Fc, 3 — тяжёлые цепи, 4 — лёгкие цепи, 5 — антигенсвязывающие участки, 6 — шарнирные участки]]
[[N-конец|N-концы]] всех цепей участвуют в распознавании антигена, то есть образуют два одинаковых сайта связывания антигена. Ключевую роль в процессе распознавания антигена играет соответствие структур антигена (точнее, части молекулы антигена — [[эпитоп]]а) и антигенраспознающего участка антитела, или [[паратоп]]а по принципу «ключ-замок». Специфичность иммуноглобулинов определяется аминокислотной последовательностью антигенраспознающих доменов, которые называют вариабельными, или V-доменами (их также называют F<sub>V</sub>-участками). Антигенсвязывающий участок формируется V-доменами тяжёлых и лёгких цепей (V<sub>H</sub>- и V<sub>L</sub>-домены соответственно). Его формируют вариабельные петли β-листов, три из которых относятся к V<sub>L</sub>-доменам, а оставшиеся три — к V<sub>H</sub>-доменам. Эти петли иногда называют {{нп5|Участки, определяющие специфичность|участками, определяющими комплементарность|en|Complementarity-determining region}} ({{lang-en|complementarity-determining regions, CDRs}})<ref>{{cite pmid|9367782}}</ref>. CDRs также известны как гипервариабельные участки. В молекуле иммуноглобулина обычно имеется 3 гипервариабельных участка, положение которых в цепи может быть различным. Кроме того, в состав каждого V-домена входит 4 участка относительно постоянного состава (каркасные участки){{sfn|Ярилин|2010|с=238}}. Сверхвысокая вариабельность CDRs обеспечивает огромное разнообразие иммуноглобулинов{{sfn|Ярилин|2010|с=239}}.

Остальные домены молекулы иммуноглобулина имеют фиксированную структуру, поэтому их называют константными, или C-доменами. L-цепь содержит один C-домен (обозначается C<sub>L</sub>), а H-цепь — 3 или 4 домена, которые обозначаются C<sub>H</sub>1, C<sub>H</sub>2, C<sub>H</sub>3, C<sub>H</sub>4. C-домены не участвуют в распознавании антигенов и необходимы для взаимодействия с [[Клеточный рецептор|рецепторами]] [[Иммунные клетки|иммунных клеток]], активации системы комплемента и других эффекторных функций{{sfn|Ярилин|2010|с=232}}.

Доля гипервариабельных положений в V-доменах по сравнению с относительно инвариантными невелико и составляет 15—20 % от всех аминокислотных остатков. Кроме того, в [[Эволюция (биологическая)|эволюции]] [[Позвоночные|позвоночных]] [[Животные|животных]] V-домены оказались более [[Консервативные последовательности|консервативными]], чем константные домены, причём их консервативность связана с константными участками. Так, гомология V<sub>L</sub>-доменов между [[Тигровая акула|тигровой]] и [[Галапагосская акула|галапагосской акулами]] составляет около 75 %, а между [[человек]]ом и [[Собака|собакой]] — около 50 %{{sfn|Галактионов|2004|с=61}}.

Антитело называют {{нп5|Моноспецифичные антитела|моноспецифичным|en|Monospecific antibody}}, если оно может распознавать только один антиген или эпитоп, и биспецифичным, если оно связывается с двумя разными антигенами или двумя разными эпитопами в составе одного антигена<ref>{{cite pmid|25637431}}</ref>. Некоторые антитела называют поливалентными, или неспецифичными, если они распознают несколько антигенов<ref name=farlex-polyvalent>{{cite web |url=http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/polyvalent |title=Farlex dictionary > polyvalent. Citing: The American Heritage Medical Dictionary. 2004 |access-date=2020-04-17 |archive-date=2021-03-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210321143308/https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/polyvalent |url-status=live }}</ref>.

Под действием [[Протеазы|протеаз]] молекулы иммуноглобулинов расщепляются на фрагменты, которые имеют специальные названия. Так, [[папаин]] расщепляет молекулу иммуноглобулина на три фрагмента: два фрагмента [[Fab]] (от {{lang-en|Fragment antigen binding}}) и один фрагмент [[Fc]] (от {{lang-en|Fragment cristallizable}}). В состав фрагментов Fab входят V-домены, а также C<sub>L</sub>- и C<sub>H</sub>1-домены, а Fc содержит остальные C-домены и соединяющие их дисульфидные связи. [[Пепсин]] разрезает молекулу иммуноглобулина немного иначе и даёт двухвалентный антигенсвязывающий F(ab')<sub>2</sub>-фрагмент и укороченный Fc'-фрагмент{{sfn|Ярилин|2010|с=232—233}}.

В области C-доменов находится большая часть участков, взаимодействующих с рецепторами клеток, такими как [[Fc-рецептор]]ы. Так, в домене Сγ2 расположены участки связывания с компонентом комплемента С4b, а также с рецепторами FcγRI и FcγRII. В домене Сγ3 локализован участок связывания с FcγRIII. Продолжительность пребывания антитела в кровотоке зависит от особенностей строения домена C<sub>H</sub>2{{sfn|Ярилин|2010|с=239}}. Между доменами С<sub>Н</sub>1 и С<sub>Н</sub>2 располагается участок, различный по протяжённости в Н-цепях разных изотипов и не входящий в состав доменов. В связи высоким содержанием [[пролин]]а этот участок обладает высокой гибкостью, поэтому его также называют шарнирным участком. Именно в нём располагаются сайты расщепления иммуноглобулинов протеазами{{sfn|Ярилин|2010|с=239—240}}.

Молекулы антител подвергаются [[Гликозилирование|гликозилированию]], то есть являются [[гликопротеин]]ами. L-цепи лишены стабильных участков гликозилирования, а в Н-цепях они представлены во всех доменах, кроме вариабельного (больше всего их находится в С<sub>Н</sub>2-домене). Сайтов [[N-Гликозилирование|N-гликозилирования]] в составе антител больше, чем сайтов [[O-Гликозилирование|O-гликозилирования]]. [[Углевод]]ная составляющая антител не влияет на их специфичность, однако гликозилирование необходимо для стабилизации функционально важных характеристик молекулы, обеспечивает взаимодействие с [[Лектины|лектинами]], определяет особенности [[катаболизм]]а и биологические свойства антител. [[Углеводы|Углеводные]] фрагменты в составе антител чаще всего имеют основу из остатков [[Манноза|маннозы]] и хитобиозы{{sfn|Ярилин|2010|с=240}}.

== Классы ==
Тяжёлые и лёгкие цепи существуют в нескольких вариантах, отличающихся структурой и функциями, в связи с чем антитела делят на классы, или изотипы. Выделяют два типа L цепей (κ и λ) и пять изотипов H-цепей (μ, γ, α, δ и ε). В состав одной молекулы иммуноглобулина могут входить только H-цепи одного вида. У млекопитающих существует пять основных типов антител: IgM, IgG, IgA, IgD и IgE ([[Латинский алфавит|латинские буквы]] в названиях классов антител соответствуют [[Греческий алфавит|греческим]] в обозначении изотипов Н-цепей). Иммуноглобулины классов IgG и IgA разделяют на подклассы (субтипы), также в зависимости от особенностей Н-цепей. Иммуноглобулины всех классов могут принадлежать к К- и L-типам в зависимости от присутствия в их составе L-цепей κ- или λ-типов соответственно{{sfn|Ярилин|2010|с=234—235}}. Разные изотипы H-цепей имеют отличающееся количество C-доменов: γ-, α- и δ-цепи имеют по 3 C-домена, а в состав μ- и ε-цепей входит по 4 C-домена{{sfn|Ярилин|2010|с=239}}. Классы антител также различаются степенью гликозилирования, в частности, наименее гликозилированы антитела класса IgG{{sfn|Ярилин|2010|с=240}}.

Основные свойства классов антител перечислены в таблице ниже{{sfn|Ярилин|2010|с=234—235}}.

{| class="wikitable sortable"
! style="background:#d0e5f5" | Свойство
! style="background:#d0e5f5" | IgM
! style="background:#d0e5f5" | IgG
! style="background:#d0e5f5" | IgA
! style="background:#d0e5f5" | IgD
! style="background:#d0e5f5" | IgE
|-
| Молекулярная масса, кДа || 950 || 150; субтип IgG3 — 165 || 150; [[димер]] — 300 || 185 || 190
|-
| Количество мономеров || 5 || 1 || 1 или 2 || 1 || 1
|-
| Валентность || 5 || 2 || 2 или 4 || 2 || 2
|-
| Изотип H-цепи || μ || γ || α || δ || ε
|-
| Количество C-доменов в H-цепи || 4 || 3 || 3 || 3 || 4
|-
| Количество дисульфидных связей между H-цепями || 4 || 3—12 || 4 или 5 || 1 || 3
|-
| Содержание в [[Сыворотка крови|сыворотке]], мг/мл || 1,5 || 13—14 || 3,5 || 0,03 || 0,00002—0,0005
|-
| Время полужизни, сут || 5—10 || 23 (IgG3 — 7) || 6 || 3 || 2
|-
| Клетки, связывающие антитело через Fc-рецепторы || — || [[Макрофаги]], [[моноциты]], [[нейтрофилы]] || Макрофаги, моноциты, нейтрофилы (слабо) || — || [[Тучные клетки]], [[базофилы]]
|-
| Функции || [[Биологические мембраны|Мембранный]] рецептор, первичный [[иммунный ответ]] || Вторичный иммунный ответ, защита от бактерий и вирусов || Преобладают в [[Секрет (биология)|секретах]] [[Слизистая оболочка|слизистых оболочек]] || Мембранный рецептор || Реагины, защита от паразитов
|-
|}

[[Файл:Heavy chain and common antibody.svg|thumb|250px|Антитело из тяжёлых цепей акулы (слева) и верблюда (посередине) в сравнении с иммуноглобулином G. Тяжёлые цепи окрашены тёмным, лёгкие — светлым]]
Помимо перечисленных выше классов антител млекопитающих, у некоторых позвоночных животных имеются другие классы антител. Например, у [[Костистые рыбы|костных рыб]] имеется особый класс антител IgT/Z, а у [[Амфибии|амфибий]], [[Рептилии|рептилий]] и [[Птицы|птиц]] имеются [[иммуноглобулины Y]] (IgY), которые состоят из двух тяжёлых и двух лёгких цепей и в больших количествах накапливаются в [[Яичный желток|яичном желтке]]<ref name="main">{{cite pmid|30044696}}</ref>. У [[Хрящевые рыбы|хрящевых рыб]] и млекопитающих [[Семейство (биология)|семейства]] [[Верблюдовые|верблюдовых]] имеются [[антитела из тяжёлых цепей]], лишённые лёгких цепей. Считается, что антитела из тяжёлых цепей хрящевых рыб и верблюдовых — результат [[Конвергентная эволюция|конвергентной эволюции]], и они появились в связи с функциональными особенностями. Около 50 % антител верблюдов и близких видов составляют типичные для млекопитающих антитела из четырёх цепей. Существуют ли животные, обладающие только антителами из тяжёлых цепей, неизвестно<ref name="nanobody">{{cite web|url=http://www.nanobody.org|title=Nanobodies|publisher=Nanobody.org|access-date=2022-05-29|archive-date=2021-02-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20210216101731/http://www.nanobody.org/|url-status=live}}</ref>.

== Функции ==
К основным функциям антител в иммунной системе можно отнести:
* {{нп5|Нейтрализация (биология)|нейтрализацию|en|Neutralisation (immunology)}}, в ходе которой нейтрализующие антитела блокируют часть поверхности бактериальной клетки или [[вирион]]а и делают их неактивными;
* [[Агглютинация (биология)|агглютинацию]], при которой антитела «склеивают» чужеродные клетки в комки, которые уничтожаются путём [[фагоцитоз]]а;
* [[Осаждение|преципитацию]], в ходе которой антитела собирают растворимые в плазме [[Кровь|крови]] антигены в скопления, выпадающие в осадок, подвергающийся фагоцитозу;
* активацию комплемента, при которой антитела присоединяются к поверхности патогенной клетки, благодаря чему её могут атаковать компоненты системы комплемента, вызвать её [[лизис]] и запустить [[воспаление]]<ref name="pmid17337763"/>.

Антитела, которые связываются с поверхностью чужеродной клетки, активируют первый компонент каскада комплемента с помощью своих Fc-участков; такой способ активации комплемента получил название [[Классический путь активации системы комплемента|классического пути активации комплемента]]<ref name=Ravetch>{{cite pmid|11244038}}</ref>. В результате клетка, покрытая антителами, может погибнуть двумя способами. Во-первых, связывание антител и компонентов комплемента с поверхностью клетки помечает её как мишень для уничтожения фагоцитами, которые привлекаются к клетке некоторыми компонентами каскада комплемента. Во-вторых, компоненты комплемента формируют [[мембраноатакующий комплекс]] на поверхности клетки, который вызывает её гибель в результате лизиса<ref>{{cite pmid|16234578}}</ref>.

[[Файл:Antibody-dependent_Cellular_Cytotoxicity-ru.svg|thumb|300px|left|Механизм зависимой от антител клеточной цитотоксичности]]
Чтобы противодействовать размножению внеклеточных патогенов, антитела «склеивают» патогенные клетки вместе, вызывая их агглютинацию<ref name=Pier>{{книга |заглавие= Immunology, Infection, and Immunity |ссылка= https://archive.org/details/immunologyinfect0000unse_c4z8 |издательство={{Нп3|American Society for Microbiology|ASM Press|en|American Society for Microbiology}} |год= 2004 |isbn= 978-1-55581-246-1 |автор= Pier G. B., Lyczak J. B., Wetzler L. M.}}</ref>. Поскольку минимальная валентность (то есть число одновременно связанных антигенов) антитела равна двум, оно может связать две молекулы антигена, расположенные на разных клетках, и тем самым соединить их. Покрывая поверхность патогена, антитела привлекают к нему эффекторные иммунные клетки с помощью Fc-участков. Клетки, которые распознают Fc-участки антител, имеют специальные Fc-рецепторы (FcR), которые могут связываться с Fc-участками IgA, IgG и IgE. Связывание Fc-рецептора клетки с антителом активирует её, что у фагоцитов проявляется в запуске фагоцитоза, у тучных клеток и нейтрофилов — {{нп5|Дегрануляция|дегрануляции|en|Degranulation}}, [[Натуральные киллеры|натуральных киллеров]] — высвобождении [[Цитокины|цитокинов]] и [[Цитотоксические вещества|цитотоксических молекул]], что в конце концов приводит к уничтожению [[микроорганизм]]а. Активация натуральных киллеров антителами запускает механизм, известный как {{нп5|зависимая от антител клеточная цитотоксичность||en|Antibody-dependent cellular cytotoxicity}} ({{lang-en|antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC}}). Этот механизм может объяснить эффективность [[Моноклональные антитела|моноклональных антител]] в лечении [[Рак (заболевание)|рака]]. Поскольку Fc-рецепторы специфичны только к антителам определённого изотипа, иммунная система обладает достаточной гибкостью, чтобы запускать определённый вид иммунного ответа на данного патогена{{sfn|Murphy, Weaver|2017|p=399—445}}.

У человека и [[Высшие приматы|высших приматов]] в плазме крови постоянно присутствуют так называемые {{нп5|натуральные антитела||en|Natural antibodies}}, которые образуются без предшествующей [[инфекции]], [[Вакцинация|вакцинации]] или иного воздействия. Благодаря этим антителам система комплемента может запускать лизис клеток микроорганизмов и вирионов [[Вирусная оболочка|оболочечных]] вирусов без предшествующей активации [[Адаптивная иммунная система|адаптивного иммунитета]]. Многие натуральные антитела специфичны к [[дисахарид]]у [[Галактоза|галактозе]]-α(1,3)-галактозе (α-Gal), который является концевым [[сахар]]ом гликозилированных белков поверхности клетки. Выработка этих антител запускается в ответ на синтез α-Gal [[Симбиоз|симбиотическими]] [[Микрофлора кишечника|кишечными бактериями]]<ref>{{cite web|author=Racaniello, Vincent |url=http://www.virology.ws/2009/10/06/natural-antibody-protects-against-viral-infection/ |date=2009-10-06 |title=Natural antibody protects against viral infection |website=Virology Blog |access-date=2010-01-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100220015318/http://www.virology.ws/2009/10/06/natural-antibody-protects-against-viral-infection/ |archive-date=2010-02-20 |url-status=live }}</ref>. [[Реакция отторжения трансплантата|Отторжение ксенотрансплантата]] отчасти можно объяснить действием натуральных антител реципиента, атакующих α-Gal в составе белков трансплантата<ref>{{cite pmid|17176435}}</ref>.

Активированные B-клетки претерпевают дифференцировку в плазматические клетки, способные секретировать антитела, или [[В-клетки памяти|B-клетки памяти]], которые сохраняются в организме в течение долгого времени и хранят память об антигенах, с которыми организм ранее сталкивался<ref name="pmid17337763">{{cite pmid|17337763}}</ref>. В [[Течение беременности у человека|пренетальном]] и [[Младенец|неонатальном]] периодах антитела поступают в организм младенца от матери. Начало выработки собственных антител различается в разных классах антител и обычно происходит в течение первых лет жизни<ref name=Ravetch />.

Помимо перечисленных выше функций в иммунной системе, антитела могут выполнять и другие, неканонические роли. У некоторых антител композиция аминокислотных остатков в сайте связывания антигена очень близка к таковой в [[Активный центр фермента|активном центре]] некоторых [[фермент]]ов, поэтому антитела могут катализировать некоторые [[химические реакции]]. Антитела, обладающие каталитической активностью, называют [[Абзимы|абзимами]]. Показано, что синтез антител с различной каталитической активностью начинается при [[Иммунизация|иммунизации]] промежуточными соединениями соответствующих реакций. Однако по каталитической активности абзимы сильно уступают «истинным» ферментам. У человека как в норме, так и при [[Патология|патологии]] нередко детектируются антитела с [[Протеолиз|протеолитической]] активностью, которые расщепляют молекулы, специфичные для патогенов. Протеолитические антитела относятся к классам IgG, IgA и IgM. Некоторые антитела классов IgM и IgG могут убивать клетки микроорганизмов в одиночку без участия других эффекторных механизмов, однако механизм их действия известен лишь в нескольких случаях. В частности, показано, что инактивирующие моноклональные антитела IgM и IgG вызывают изменения [[Экспрессия генов|экспрессии генов]] и [[метаболизм]]а у патогенного гриба ''[[Cryptococcus neoformans]]'' при связывании с поверхностью его клеток. Связывание антител с поверхностью болезнетворной бактерии ''{{нп5|Borrelia burgdorferi||en|Borrelia burgdorferi}}'' вызывает формирование пор и гибель клетки в результате {{нп5|Осмотический шок|осмотического шока|en|Osmotic shock}}. Иногда разные антитела инактивируют патогена за счёт синергического действия без участия дополнительных эффекторных путей. Особые неканонические функции описаны у антител класса IgA. Так, они могут опосредовать [[Эпителий|трансэпителиальный]] транспорт бактерий в кишечнике у [[Мыши|мышей]] и регулировать проникновение бактериальных метаболитов в клетки хозяина. Кроме того, антитела могут работать как [[шапероны]] и переносчики разнообразных соединений и в здоровом организме<ref>{{cite pmid|32273170}}</ref>.

== Разнообразие ==
Практически все микроорганизмы могут вызывать иммунный ответ. Для успешного распознавания и уничтожения патогенов необходимо большое разнообразие антител, распознающих разные антигены<ref>{{cite pmid|1988675}}</ref>. По некоторым оценкам, в организме человека образуется 10 [[Миллиард|млрд]] различных антител, каждое из которых распознаёт уникальный эпитоп<ref name="pmid8612345">{{cite pmid|8612345}}</ref>. Хотя в каждой особи образуется огромное количество антител, количество [[ген]]ов, которые их кодируют, ограничено размером [[геном]]а. Существует несколько механизмов, которые дают возможность позвоночным животным получать огромное число различных антител с относительно небольшого количества генов<ref name = namazee>{{cite pmid|16998507}}</ref>.

=== Вариабельность доменов ===
Участки, кодирующие компоненты антител, у человека располагаются на нескольких [[хромосома]]х. На [[14-я хромосома человека|хромосоме 14]] собраны гены, кодирующие варианты тяжёлой цепи, лёгкие цепи κ и λ закодированы на [[22-я хромосома человека|хромосомах 22]] и [[2-я хромосома человека|2]]. Вариабельные домены, образованные участками как лёгкой, так и тяжёлой цепей, отличаются между антителами, образованными разными плазматическими клетками. Различия между вариабельными доменами затрагивают три петли, известные как гипервариабельные участки (HV-1, HV-2 and HV-3) или участки, определяющие комплементарность (CDR1, CDR2 и CDR3). [[Локус]] тяжёлых цепей кодирует 65 вариабельных доменов с разными CDRs. Комбинация каждого из этих вариантов в пределах линейно расположенных генов, кодирующих другие домены тяжёлой цепи, обеспечивает огромное разнообразие антител. Эта комбинация происходит в результате V(D)J-рекомбинации, механизм которой описан ниже<ref>{{книга |автор=Peter Parham |заглавие=The Immune System |ссылка=https://archive.org/details/immunesystem00parh |издание=2nd ed. |издательство=Garland Science |место=New York |год=2005 |pages=[https://archive.org/details/immunesystem00parh/page/47 47]—62}}</ref>.

=== V(D)J-рекомбинация ===
{{main|V(D)J-рекомбинация}}
[[Файл:VDJ_recombination-ru.svg|thumb|upright=1.25|Упрощённая схема V(D)J-рекомбинации]]
В ходе процесса V(D)J-рекомбинации формируется уникальный участок [[ДНК]], кодирующий вариабельный домен. Вариабельный участок тяжёлой или лёгкой цепи кодируется локусом, разбитым на несколько фрагментов — субгенов, которые обозначаются V (от {{lang-en|variable}}), D (от {{lang-en|diversity}}) и J (от {{lang-en|joining}})<ref name = namazee/>. Субгены V, D и J кодируют вариабельный участок тяжёлой цепи, в то время как вариабельный участок лёгкой цепи кодируют субгены V и J. Каждый субген представлен несколькими вариантами, тандемно расположенными друг за другом на [[Хромосома|хромосоме]]. В [[Костный мозг|костном мозге]] при созревании [[B-клетки]] в её локусах, кодирующих вариабельные домены, происходят перестройки, в результате которых в составе локуса остаётся по одному варианту субгенов V, D и J, а остальные варианты навсегда удаляются из генома. Поскольку каждый субген присутствует в нескольких вариантах, их комбинации будут давать антитела с разной специфичностью к антигенам. Важную роль в V(D)J-рекомбинации играют белки {{нп5|RAG||en|Recombination-activating gene}}, которые вносят разрывы в определённые участки, и в их отсутствие V(D)J-рекомбинация невозможна<ref name="Market">{{cite pmid|14551913}}</ref>. После того, как в ходе созревания в геноме B-клетки для тяжёлой и лёгкой цепей появился один функциональный ген, кодирующий вариабельный домен, остальные локусы, кодирующие вариабельные домены, перестают экспрессироваться ([[аллельное исключение]]), так что каждая B-клетка может производить антитела только с одним вариабельным доменом{{sfn|Murphy, Weaver|2017|p=399—445}}<ref>{{cite pmid|15459667}}</ref>.

=== Соматическая гипермутация ===
После активации антигеном B-клетки начинают интенсивно [[Пролиферация|пролиферировать]]. Параллельно частым [[Клеточное деление|делениям]] в локусах, кодирующих гипервариабельные домены тяжёлой и лёгкой цепей, наблюдается повышенная частота [[Точечные мутации|точечных мутаций]]. Этот процесс называется [[Соматическая гипермутация|соматической гипермутацией]]. Соматическая гипермутация происходит с частотой примерно в один [[Мутации|мутировавший]] [[нуклеотид]] вариабельного домена на клеточное деление<ref name=diaz>{{cite pmid|11869898}}</ref>. В результате этого процесса дочерние клетки, появляющиеся в результате деления, будут продуцировать антитела с немного отличающимися вариабельными доменами. Таким образом, соматическая гипермутация служит ещё одним механизмом повышения разнообразия антител и оказывает влияние на сродство антител к антигену<ref>{{cite pmid|3927822}}</ref>. Некоторые мутации понижают сродство антитела к некоторому антигену, а другие, напротив, повышают<ref name=orguil>{{cite pmid|17367339}}</ref>. Те B-клетки, которые экспрессируют антитела с высоким [[сродство]]м к антигену, в ходе взаимодействия с другими клетками получают сильные сигналы, способствующие выживанию, и не подвергаются [[апоптоз]]у. По этой причине B-клетки, кодирующие антитела с высоким сродством к антигену, будут иметь конкурентное преимущество перед B-клетками, кодирующими антитела с меньшим сродством, и сродство к антигену с каждым делением B-клеток будет повышаться. Постепенное повышение сродства к антигену и отбор B-клеток с лучшим сродством происходит при участии [[Т-хелпер|T-хелперов]] уже после V(D)J-рекомбинации<ref>{{cite pmid|10794054}}</ref>.

=== Переключение классов ===
{{main|Переключение классов антител}}
[[Файл:Class_switch_recombination-ru.svg|thumb|upright=1.25|Механизм переключения классов антител]]
[[Переключение классов антител]] происходит после активации B-клетки и позволяет ей производить антитела разных классов (IgA, IgE или IgG)<ref name=Market/>. Различия между антителами разных классов связаны с C-доменами тяжёлой цепи. Сначала {{нп5|наивные B-клетки||en|Naive B cell}} производят только поверхностные иммуноглобулины IgM или IgD с одинаковой антигенной специфичностью. Поскольку каждый изотип связан со специфической функцией, после активации плазматическая клетка должна производить антитела IgG, IgA или IgE, чтобы эффективно противодействовать патогену. Благодаря переключению классов разные дочерние клетки, происходящие от одной и той же B-клетки, могут производить антитела разных изотипов. В ходе переключения классов изменения происходят лишь в C-доменах тяжёлой цепи. Поэтому потомки одной B-клетки могут производить антитела разных классов, но с одинаковой антигенной специфичностью. Переключение классов происходит под действием некоторых цитокинов<ref>{{cite pmid|15522624}}</ref>.

В ходе переключения классов происходят перестройки в локусе, кодирующем тяжёлые цепи. Для прохождения процесса необходимы консервативные нуклеотидные [[Мотив (молекулярная биология)|мотивы]], известные как S-участки (от {{lang-en|switch}}), которые находятся выше каждого локуса, кодирующего тяжёлые цепи (исключение составляют лишь δ-типы). Далее специальные ферменты вносят два разрыва в ДНК по двум S-участкам<ref>{{cite pmid|12884279}}</ref><ref>{{cite pmid|15496946}}</ref>. В результате фрагмент между двумя разрывами удаляется, двуцепочечный разрыв в константном участке [[Репарация ДНК|репарируется]] с помощью [[Негомологичное соединение концов|негомологичного соединения концов]]<ref>{{cite pmid|16793349}}</ref>.

== Образование и секреция ==
Антитела выделяет особая разновидность B-клеток — плазматические клетки. Как и большинство [[Секреция (физиология)|секретируемых белков]], тяжёлые и лёгкие цепи иммуноглобулинов [[Биосинтез|синтезируются]] [[рибосома]]ми, находящимися на шероховатом [[Эндоплазматический ретикулум|эндоплазматическом ретикулуме]] (ЭПР). В ходе синтеза образующаяся полипептидная цепь поступает в люмен ЭПР, где подвергается гликозилированию. Правильная укладка тяжёлых цепей и связывание с лёгкими цепями с образованием антитела регулируются шаперонами ЭПР, такими как {{нп5|кальнексин||en|Calnexin}} и {{нп5|BiP||en|Binding immunoglobulin protein}}. Они связываются с новосинтезированными иммуноглобулиновыми полипептидами и защищают их от разрушения, пока они принимают правильную структуру. Также в люмене ЭПР происходит сборка антитела за счёт образования дисульфидных связей между тяжёлыми и лёгкими цепями. После сборки молекулы антител освобождаются от шаперонов и поступают в [[аппарат Гольджи]], где их углеводные остатки подвергаются дополнительному процессингу. [[Везикулы]], содержащие зрелые антитела, отпочковываются от аппарата Гольджи и сливаются с клеточной мембраной, после чего мембранные формы антител остаются заякоренными в мембране клетки, а свободные антитела выходят в межклеточное пространство{{sfn|Abbas, Lichtman, Pillai|2015|p=97}}.

По мере созревания B-клеток в костном мозге экспрессия иммуноглобулинов претерпевает ряд изменений. Самые ранние клетки B-клеточного ряда, пре-B-клетки, синтезируют только мембранные формы тяжёлых цепей класса μ. Эти цепи формируют комплекс с белками, которые называют суррогатными лёгкими цепями, и формируют [[пре-B-клеточный рецептор]], небольшая доля которого экспонируется на поверхности B-клетки. Незрелые и зрелые B-клетки синтезируют лёгкие цепи классов κ и λ, которые, соединяясь с тяжёлыми цепями класса μ, образуют антитела IgM. Зрелые B-клетки экспрессируют мембранные формы IgM и IgD, которые служат рецепторами, распознающими антигены и запускающими активацию B-клетки. Пре-B-клеточные рецепторы и B-клеточные рецепторы [[Ковалентная связь|нековалентно]] связаны с [[Интегрины|интегринами]], сигнальные функции которых необходимы для экспрессии поверхностных форм IgM и IgD{{sfn|Abbas, Lichtman, Pillai|2015|p=97—98}}.

Когда B-клетки активируются антигенами и другими стимулами, они превращаются в плазматические клетки, секретирующие антитела. При переходе к плазматическим клеткам доля секретируемых иммуноглобулинов по сравнению с мембранными резко возрастает. Кроме того, в это же время переходит переключение классов антител, и клетка перестаёт синтезировать IgM и IgD, но начинает выделять IgA, IgE или IgG{{sfn|Abbas, Lichtman, Pillai|2015|p=98}}.

== Эволюция ==
Адаптивный иммунитет и антитела в ходе эволюции появились у позвоночных животных примерно 500 миллионов лет назад<ref>{{cite pmid|25699050}}</ref>. Наиболее древними классами антител, вероятно, являются IgM и IgD, причём антитела IgD, которые есть практически у всех позвоночных, даже у хрящевых рыб, считают древнейшим классом антител (антитела IgD хрящевых рыб иногда обозначают IgW; W соответствует греческой букве [[Омега (греческий алфавит)|ω]]). Однако есть и позвоночные, утратившие IgD, например, птицы и несколько [[Биологический вид|видов]] млекопитающих. В то же время типичные для млекопитающих классы IgA, IgE и IgG есть не у всех групп позвоночных. В частности, у костных рыб отсутствуют IgA, IgE и IgD, однако имеется дополнительный класс антител IgT (или IgZ), который отсутствует у других позвоночных. Антитела IgT (T соответствует греческой букве [[Тау|τ]]), вероятно, защищают слизистые оболочки рыб<ref>{{cite pmid|23408183}}</ref>. Необычные классы антител есть и у других позвоночных, например, антитела из тяжёлых цепей у хрящевых рыб и верблюдовых, а также IgY амфибий, рептилий и птиц<ref name="main" /><ref name="nanobody" />.

== Предсказание структуры и компьютерный дизайн антител ==
Для использования антител в [[Медицина|медицине]] и [[биотехнология]]х необходимо знать их структуру с высоким [[Разрешение (оптика)|разрешением]]. Информация о структуре антител широко используется в белковой инженерии антител, модификации их способности к связыванию антигенов и идентификации эпитопов отдельных антител. Одним из методов, широко использующихся для определения структур антител, является [[рентгеноструктурный анализ]], однако [[кристаллизация]] антител — это очень долгий и трудоёмкий процесс, поэтому широко распространено предсказание структур антител с помощью вычислительных методов. Однако предсказание не даёт точных сведений о структуре. [[Компьютерное моделирование]] структур вариабельных доменов можно производить с помощью программ ''Web Antibody Modeling (WAM)''<ref>{{cite web |url=http://antibody.bath.ac.uk/abmod.html |date=2011-07-17 |title=Web Antibody Modeling (WAM) |access-date=2020-04-17 |archive-date=2011-07-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717212251/http://antibody.bath.ac.uk/abmod.html |url-status=dead }}</ref> и ''Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS)''<ref>{{cite pmid|18641403}}</ref>. Предсказание структуры вариабельных доменов также можно производить с помощью сервиса Rosetta, в котором с помощью специальных методов в ходе предсказания минимизируется протяжённость петель, соответствующих CDR, оптимизируется положение лёгких и тяжёлых цепей относительно друг друга и строятся модели, предсказывающие [[докинг]] антител с их уникальными антигенами<ref>{{cite pmid|28125104}}</ref>. Существует несколько программ, осуществляющих компьютерный дизайн антител на основании результатов [[Биоинформатика|биоинформатического]] изучения CDR<ref>{{cite pmid|29702641}}</ref><ref>{{cite pmid|25670500}}</ref><ref>{{cite pmid|25153121}}</ref>.

Один из наиболее эффективных методов идентификации [[пептид]]ов и белков, включая антитела, — [[жидкостная хроматография]], связанная с тандемной [[Масс-спектрометрия|масс-спектрометрией]]<ref>{{cite pmid|16545334}}</ref>. Высокопроизводительные методы {{нп5|Секвенирование белков|секвенирования аминокислотных последовательностей|en|Protein sequencing}} антител требуют специальных вычислительных подходов для [[Анализ данных|анализа данных]], в том числе для [[Секвенирование|секвенирования]] ''{{нп5|Предсказание структуры белка de novo|''de novo''|en|De novo protein structure prediction}}'' из данных масс-спектрометрии<ref>{{cite pmid|14558135}}</ref>, а также подходов к поиску по [[База данных|базам данных]], содержащих белковые последовательности<ref>{{cite pmid|22186715}}</ref><ref>{{cite pmid|10612281}}</ref>. Особое значение для секвенирования аминокислот имеет метод дробовика, {{нп5|Покрытие (генетика)|покрытие|en|Coverage (genetics)}} которого увеличено посредством фрагментации методами CID/HCD/ETD<ref>{{cite pmid|15595863}}</ref>. Существуют методы определения аминокислотных последовательностей, для которых необходимы последовательности похожих белков<ref>{{cite pmid|19535534}}</ref> или известная последовательность генома<ref>{{cite pmid|20164058}}</ref>. Современные методы секвенирования могут производить сборку белковых последовательностей с высокой точностью, сочетая секвенирование пептидов ''de novo'', интенсивность и позиционные доверительные оценки, полученные с помощью поиска гомологов по базам данных<ref>{{cite pmid|27562653}}</ref>.

== Применение в медицине ==

=== Диагностика ===
Выявление и определение концентрации специфических антител в крови является довольно распространённым методом [[Диагностика (медицина)|медицинской диагностики]]<ref>{{cite web |url=http://www.immunospot.eu/elisa-animation.html |title=Animated depictions of how antibodies are used in ELISA assays |access-date=2007-05-08 |website=Cellular Technology Ltd.—Europe |archive-url=https://web.archive.org/web/20110614091640/http://www.elispot-analyzers.de/english/elisa-animation.html |archive-date=2011-06-14 |url-status=dead }}</ref>. Например, наличие в организме [[Вирус Эпштейна — Барр|вируса Эпштейна — Барр]] или бактерии ''Borrelia burgdorferi'', вызывающей [[болезнь Лайма]], определяется по [[Массовая концентрация|титру]] антител против них. Если соответствующие антитела выявить не удалось, то пациент или никогда не сталкивался с этими патогенами, или сталкивался очень давно, и плазматические клетки, продуцирующие антитела против них, уже исчезли<ref>{{cite web |url=http://www.immunospot.eu/elispot-animation.html |title=Animated depictions of how antibodies are used in ELISPOT assays |access-date=2007-05-08 |website=Cellular Technology Ltd.—Europe |archive-url=https://web.archive.org/web/20110516142529/http://www.elispot-analyzers.de/english/elispot-animation.html |archive-date=2011-05-16 |url-status=dead }}</ref>.

В клинической [[Иммунология|иммунологии]] профиль антител пациента характеризуют, определяя концентрации антител разных классов с помощью [[Нефелометрия|нефелометрии]]<ref>{{статья |автор=Stern P |заглавие=Current possibilities of turbidimetry and nephelometry |издание=Klin Biochem Metab |volume=14 |номер=3 |pages=146—151 |год=2006 |ссылка=http://www.clsjep.cz/odkazy/kbm0603-146.pdf |archive-date=2008-04-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080410032918/http://www.clsjep.cz/odkazy/kbm0603-146.pdf }}</ref>. Повышение содержания антител некоторых классов может быть полезным для выявления причин повреждений [[Печень|печени]], когда установить точный диагноз не удаётся. Так, повышенное содержание IgA свидетельствует об [[Алкоголизм|алкогольном]] [[Цирроз печени|циррозе печени]], повышение уровня IgM говорит в пользу [[Вирусный гепатит|вирусных гепатитов]] и первичного цирроза печени, а уровень IgG повышается при вирусных гепатитах, аутоиммунных заболеваниях и циррозе<ref name="Rhoades">{{книга|ссылка=https://archive.org/details/humanphysiologyw00rodn/page/584|заглавие=Human Physiology|издательство={{Нп3|Cengage|Thomson Learning|en|Cengage}}|год=2002|isbn=978-0-534-42174-8|издание=5th|страницы=[https://archive.org/details/humanphysiologyw00rodn/page/584 584]|автор=Rhoades R. A., Pflanzer R. G.}}</ref>.

Развитие аутоиммунных заболеваний связано с образованием антител, распознающих эпитопы самого организма (аутоантител). Их можно выявить с помощью анализа крови. Антитела, действующие против поверхностных антигенов [[эритроцит]]ов, вызывают [[Гемолитическая анемия|гемолитическую анемию]] и могут быть выявлены с помощью [[Реакция Кумбса|реакции Кумбса]]. Реакцию Кумбса также проводят при скрининге антител при [[Переливание крови|переливании крови]] и у беременных женщин<ref name=Dean>{{книга |заглавие= Blood Groups and Red Cell Antigens |год= 2005 |издательство=National Library of Medicine (US) |место=NCBI Bethesda (MD) |часть= Chapter 4: Hemolytic disease of the newborn |ссылка часть= https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=rbcantigen.chapter.ch4 |ref= Dean |автор= Dean, Laura}}</ref>.

Принцип взаимодействия антигенов и антител используют методы иммунодиагностики, такие как [[иммуноферментный анализ]], [[иммунофлуоресцентный анализ]], [[вестерн-блот]], {{нп5|иммунодиффузия||en|Immunodiffusion}}, [[иммуноэлектрофорез]] и [[магнитный иммуноанализ]]. Мечение антител [[Радиоактивные изотопы|радиоактивным изотопом]] [[фтор]]а <sup>18</sup>F позволяет их использовать для визуализации [[Раковая опухоль|раковых опухолей]] с помощью [[Позитронно-эмиссионная томография|позитронно-эмиссионной томографии]]<ref>{{cite pmid|27064381}}</ref>.

=== Лечение заболеваний ===
Моноклональные антитела применяют для лечения [[Ревматоидный артрит|ревматоидного артрита]]<ref>{{cite pmid|11244034}}</ref>, [[Рассеянный склероз|рассеянного склероза]]<ref>{{cite pmid|12783595}}</ref>, [[псориаз]]а<ref>{{cite pmid|17287478}}</ref> и многих видов рака, среди которых [[неходжкинские лимфомы]]<ref>{{cite pmid|12662126}}</ref>, [[рак толстой кишки]], [[Опухоли головы и шеи|головы и шеи]], [[Рак молочной железы|молочной железы]]<ref>{{cite pmid|11694786}}</ref>.

Многие иммунодефициты, такие как [[болезнь Брутона]] и {{нп5|гипогаммаглобулинемия||en|Hypogammaglobulinemia}}, связаны с полным или частичным отсутствием антител<ref>{{cite pmid|10891425}}</ref>. Пациентам, страдающим от этих заболеваний, с помощью искусственного введения антител обеспечивают {{нп5|пассивный иммунитет||en|Passive immunity}}<ref name=USC>{{cite web|author=Ghaffer A |title=Immunization |website=Immunology&nbsp;— Chapter 14 |publisher=University of South Carolina School of Medicine |url=http://pathmicro.med.sc.edu/ghaffar/immunization.htm |date=2006-03-26 |access-date=2007-06-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101018004057/http://pathmicro.med.sc.edu/ghaffar/immunization.htm |archive-date=2010-10-18 |url-status=live }}</ref>.

=== Пренатальная терапия ===
У человека на эритроцитах присутствует антиген, известный как [[резус-фактор]] (Rh). В ходе [[Роды|родов]] или осложнений при [[Беременность|беременности]] кровь [[Плод (анатомия)|плода]] может попасть в кровоток матери, и если у ребёнка резус-фактор положительный, а у матери отрицательный, то в организме матери вырабатываются антитела против резус-фактора. При последующих беременностях резус-положительным плодом они могут атаковать его, приводя к [[Гемолитическая желтуха новорождённых|гемолитической желтухе новорождённых]]<ref>{{cite pmid|10805260}}</ref>. Чтобы предотвратить возникновение [[резус-конфликт]]а, резус-отрицательным женщинам, беременным резус-положительным плодом, искусственно вводят антитела к резус-фактору ({{нп5|Rho(D)-иммуноглобулин||en|Rho(D) immune globulin}}). Введение Rho(D)-иммуноглобулина необходимо произвести до того, как резус-фактор плода активирует B-клетки матери и запустит адаптивный иммунный ответ и образование B-клеток [[Иммунологическая память|памяти]]<ref name= Fung>{{cite pmid|12970812}}</ref>.

== Применение в научных исследованиях ==
[[Файл:Monoclonals_ru.png|300px|thumb|Схема эксперимента по получению моноклональных антител с заданной специфичностью<ref>{{Cite web|url=https://home.ccr.cancer.gov/metabolism/hvgccr.htm|title=Cytochrome P450 Mediated Drug and Carcinogen Metabolism using Monoclonal Antibodies|website=home.ccr.cancer.gov|access-date=2018-04-02|archive-date=2018-12-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20181215171454/https://home.ccr.cancer.gov/metabolism/hvgccr.htm|url-status=live}}</ref><ref>{{Cite pmid|10542439}}</ref>]]
Антитела, специфические к заданному антигену, можно получить, введя антиген в млекопитающее (мышь, [[Крыса|крысу]], [[кролик]]а, [[Коза|козу]], [[Овца|овцу]], [[лошадь]]) и затем выделив из него большое количество антител. Кровь, выделенная из иммунизированного животного, содержит [[поликлональные антитела]], то есть несколько разных антител, специфичных к одному и тому же антигену. Поликлональные антитела можно также получить, впрыснув антиген в яичный желток развивающегося куриного [[Яйцо|яйца]]<ref>{{cite pmid|11867282}}</ref>. Чтобы получить антитела, распознающие строго определённый эпитоп в составе антигена, плазматические клетки, выделяющие антитела к антигену, выделяют из животного и {{нп5|Бессмертная линия клеток|иммортализируют|en|Immortalised cell line}}, сливая их с [[Злокачественные клетки|раковыми клетками]]. Клетки, полученные при слиянии плазматических клеток с раковыми, называют [[гибридома]]ми, и они постоянно выделяют нужные антитела, размножаясь в культуре клеток. Из одиночных гибридом получают идентичные антитела, называемые моноклональными<ref>{{cite pmid|6087121}}</ref>. Поликлональные и моноклональные антитела часто очищают с помощью {{нп5|Белок A/G|белка A/G|en|Protein A/G}} или [[Аффинная хроматография|аффинной хроматографии]]<ref>{{cite pmid|12472184}}</ref>.

Очищенные антитела нашли множество применений в исследовательском процессе. Антитела ко многим антигенам можно купить у коммерческих компаний. В исследованиях антитела чаще всего используют для определения локализации клеточных и внеклеточных белков. Их также применяют в [[Проточная цитометрия|проточной цитометрии]] для разделения клеток по тому, какие белки они экспрессируют<ref name=Stecher>{{cite pmid|15353569}}</ref>. Антитела используют для отделения белков и связанных с ними молекул от остального содержимого клеточного лизата посредством иммунопреципитации<ref>{{Cite pmid|10503210}}</ref>, для идентификации белков, разделённых [[Электрофорез в полиакриламидном геле|гель-электрофорезом]], с помощью вестерн-блота<ref>{{cite pmid|16483794}}</ref>. Антитела составляют основу иммунофлуоресценции и [[Иммуногистохимическое исследование|иммуногистохимии]], с помощью которых изучается экспрессия и локализация интересующих белков в клетках и [[Ткань (биология)|тканях]]<ref name=Stecher/><ref>{{Cite pmid|9711649}}</ref>. Антитела можно использовать для детекции и оценки концентрации белков, в частности, с помощью иммуноферментного анализа и метода ELISpot<ref>{{Cite pmid|7951745}}</ref><ref>{{Cite pmid|15937343}}</ref>.

Несмотря на многочисленные применения, работа с антителами довольно трудоёмка, поскольку на результат эксперимента влияют множество факторов, которые необходимо контролировать, в частности, влияющие на степень сродства антитела к антигену [[Водородный показатель|pH]], растворитель, состояние ткани и другие. Предпринималось множество попыток улучшить способ валидации антител исследователями<ref>{{cite pmid|16304632}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/NOT-OD-16-011.html|title=NOT-OD-16-011: Implementing Rigor and Transparency in NIH & AHRQ Research Grant Applications|website=grants.nih.gov|access-date=2020-04-17|archive-date=2020-02-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20200212164045/https://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/NOT-OD-16-011.html|url-status=live}}</ref>. Исследователи, работающие с антителами, должны тщательно записывать условия экспериментов, чтобы они могли быть воспроизведены другими учёными<ref>{{cite pmid|24032093}}</ref>.

== Миметики антител ==
[[Файл:PDB_2qyj_EBI.png|thumb|left|Пример миметика антитела — искусственный пептид группы DARPin]]
{{нп5|Миметики антител|Миметиками антител|en|Antibody mimetic}} называют [[органические соединения]], которые, как и антитела, могут специфически связывать антигены. Как правило, миметики антител представляют собой искусственные пептиды массой от 3 до 20 кДа. Иногда в роли миметиков антител выступают [[нуклеиновые кислоты]] и [[малые молекулы]], однако ими не могут быть искусственные антитела, фрагменты антител или их ковалентно связанные комбинации. В отличие от антител, их миметики обычно обладают лучшей растворимостью, лучше проникают в ткань и обладают большей стабильностью по отношению к [[Температура|температуре]] и действию ферментов, кроме того, они дешевле настоящих антител. Некоторые миметики антител, такие как {{нп5|Affimer||en|Affimer}} и {{нп5|DARPin||en|DARPin}}, зарегистрированы для использования в исследовательских, терапевтических и диагностических целях<ref>{{cite pmid|19501012}}</ref>.

== История изучения ==
[[Файл:Kitasato_Shibasaburo.jpg|thumb|Китасато Сибасабуро]]
Термин «антитело» ({{lang-de|Antikörper}}) впервые встречается в трудах [[Пауль Эрлих|Пауля Эрлиха]]. В частности, термин «''Antikörper''» можно найти в заключении его статьи «Экспериментальное изучение иммунитета», которая вышла в октябре 1891 года. В этой работе утверждается, что «если две субстанции вызывают выделение двух разных Antikörper, то они тоже различны». Тем не менее поначалу термин «''Antikörper''» не закрепился, и для обозначения антител было предложено несколько других терминов: ''Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substance sensibilisatrice, copula, Desmon, philocytase, fixateur'' и ''Immunisin''<ref name="Lindenmann">{{cite pmid|6374880}}</ref>.

Изучение антител началось в 1890 году, когда [[Китасато Сибасабуро]] и [[Эмиль Адольф фон Беринг]] описали действие антител против [[Дифтерия|дифтерии]] и [[Тетанотоксин|столбнячного токсина]]{{sfn|Ярилин|2010|с=231}}. Сибасабуро развил теорию гуморального иммунитета и предположил, что в сыворотке крови имеется некий медиатор, способный взаимодействовать с чужеродными антигенами<ref>{{cite pmid|20318414}}</ref>. На основе идей Сибасабуро Пауль Эрлих в 1897 году выдвинул {{нп5|Теория боковых цепей|теорию боковых цепей|en|Side-chain theory}}, объясняющую принципы взаимодействия антител и антигенов. Он предположил, что рецепторы («боковые цепи») на поверхности клеток могут специфично взаимодействовать с [[токсин]]ами по принципу «ключ-замок», и взаимодействие рецептора с токсином запускает выработку антител<ref>{{cite pmid|15207826}}</ref>. Другие исследователи предположили, что антитела свободно перемещаются по кровотоку. В 1904 году [[Алмрот Райт]] предположил, что антитела покрывают поверхность бактериальных клеток, направляя их на фагоцитоз и разрушение; этот процесс сейчас известен как [[Опсонин|опсонизация]]<ref>{{cite pmid|12719732}}</ref>.

В 1920-х годах [[Гейдельбергер, Майкл|Майкл Гейдельберг]] и [[Освальд Эвери]] смогли пронаблюдать, что антигены могут уходить в осадок под действием антител, и показали, что антитела имеют белковую природу<ref>{{cite pmid|16523537}}</ref>. Биохимические особенности взаимодействия антитела и антигена были детально изучены в конце 1930-х годов {{нп5|Маррак, Джон|Джоном Марраком|en|John Marrack}}<ref>{{книга | автор = Marrack JR | заглавие = Chemistry of antigens and antibodies | издание = 2nd edition | год = 1938 | издательство = His Majesty's Stationery Office | место = London | oclc=3220539}}</ref>. В 1937 году иммуноглобулины как разновидность белков выявлены с помощью гель-электрофореза во фракциях [[Гамма-глобулины|γ]]- и {{нп5|Бета-глобулины|β-глобулинов|en|Beta globulins}} сыворотки крови{{sfn|Ярилин|2010|с=231}}. В 1940-х годах [[Лайнус Полинг]] подтвердил гипотезу Эрлиха относительно взаимодействия антигенов и антител по принципу «ключ-замок» и показал, что взаимодействие антитела и антигена в большей степени зависит от пространственной конфигурации [[антиген]]а, чем от его химического состава<ref>{{cite web|url=http://profiles.nlm.nih.gov/MM/Views/Exhibit/narrative/specificity.html |title=The Linus Pauling Papers: How Antibodies and Enzymes Work |access-date=2007-06-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101205061247/http://profiles.nlm.nih.gov/MM/Views/Exhibit/narrative/specificity.html |archive-date=2010-12-05 |url-status=live }}</ref>. В 1948 году Астрид Фагреус показала, что антитела выделяют плазматические клетки — разновидность B-лимфоцитов<ref>{{cite pmid|15549122}}</ref>.

В дальнейшем исследования были сконцентрированы на изучении структуры антител. В начале 1960-х годов [[Джералд Эдельман]] и Джозеф Галли описали лёгкую цепь антител<ref>{{cite pmid|13889153}}</ref> и показали, что именно лёгкая цепь является [[Белок Бенс-Джонса|белком Бенс-Джонса]], который был описан {{нп5|Джонс, Генри Бенс|Генри Бенс Джонсом|en|Henry Bence Jones}} в 1845 году<ref>{{cite pmid|2069946}}</ref>. В дальнейшем Эдельман показал, что антитела состоят из двух тяжёлых и двух лёгких цепей, скреплённых дисульфидными связями. Примерно в то же время [[Родни Портер]] описал Fab- и Fc-участки в составе молекул IgG<ref name=edel>{{cite pmid|10501404}}</ref>. Вместе эти исследователи описали структуру и полную аминокислотную последовательность IgG, за что в 1972 году были удостоены [[Нобелевская премия по физиологии и медицине|Нобелевской премии по физиологии и медицине]]<ref name=edel/>. Фрагмент Fv был очищен и описан Дэвидом Гиволом<ref>{{cite pmid|4569769}}</ref>. Ранние исследования антител были сконцентрированы на IgG и IgM, и новые изотипы иммуноглобулинов были идентифицированы в 1960-х годах. Томас Томаши описал секретируемые антитела IgA<ref>{{cite pmid|1343085}}</ref>, Дэвид Роув и Джон Фей открыли IgD<ref>{{cite pmid|11282392}}</ref>, а {{нп5|Исизака, Кимисиге|Кимисиге Исизака|en|Kimishige Ishizaka}} и {{нп5|Исизака, Теруко|Теруко Исизака|en|Teruko Ishizaka}} открыли IgE и установили, что именно эти антитела задействованы в развитии [[Аллергия|аллергических]] реакций<ref>{{cite pmid|16722325}}</ref>. В 1976 году [[Судзуми Тонегава]] начал серию экспериментов и показал, что гены, кодирующие антитела, претерпевают перестройки, за счёт которых создаётся огромное разнообразие антител<ref>{{cite pmid|824647}}</ref>. В 1987 году Тонегава получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие механизмов разнообразия антител<ref>{{cite web|url=http://www.boston.com/news/education/higher/specials/mit150/mitlist/?page=full|title=The MIT 150: 150 Ideas, Inventions, and Innovators that Helped Shape Our World|publisher=The Boston Globe|date=2011-05-15|access-date=2011-08-08|archive-date=2016-03-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20160304045200/http://www.boston.com/news/education/higher/specials/mit150/mitlist/?page=full|url-status=live}}</ref>.

В 1970-х годах в результате изучения гомогенных опухолевых антигенов была разработана гибридомная технология, благодаря которой стало возможным получать моноклональные антитела с заданной специфичностью{{sfn|Ярилин|2010|с=232}}.

== См. также ==
* [[Моноклональные антитела]]
* [[Антителозависимое усиление инфекции]]

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Литература ==
* {{книга|автор=Галактионов В. Г.|заглавие=Иммунология|место=М.|издательство=Издат. центр «Академия»|год=2004|страниц=528|isbn=5-7695-1260-1|ref=Галактионов}}
* {{Книга |автор=Ярилин А. А. |заглавие=Иммунология |год=2010 |страниц=752 |isbn=978-5-9704-1319-7 |издательство=ГЭОТАР-Медиа |место=М. |ref=Ярилин}}
* {{Книга |автор=Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai |заглавие=Cellular and Molecular Immunology |ссылка=https://archive.org/details/cellularmolecula0000abba_p3e8 |издательство=Elsevier Saunders |год=2015 |isbn=978-0-323-22275-4 |место=Philadelphia|ref=Abbas, Lichtman, Pillai}}
* {{книга|автор=Kenneth Murphy, Casey Weaver|заглавие=Janeway's Immunobiology|год=2017|издательство=Garland Science|isbn=978-0-8153-4505-3|ref=Murphy, Weaver}}
* {{публикация|книга |автор=Ройт |автор имя=А. |автор2=Бростофф |автор2 имя=Дж. |автор3=Мейл |автор3 имя=Д. |заглавие=Иммунология |издание=5-е изд. |часть=Гл. 6. Антитела и клеточные рецепторы для них |место=М. |издательство=Мир |год=2000 |оригинал язык=en |страниц=592 с. |иллюстрации=ил |тираж=7000 |ббк=28.073 |удк=57.083.3 |isbn=5-03-003305-X |ref=Ройт и др.}}

== Ссылки ==
{{Навигация}}

{{Внешние ссылки}}
{{Антитела}}
{{Иммунная система}}
{{Лимфатическая иммунная система}}
{{Избранная статья|Биология}}

[[Категория:Антитела]]