どうして抗体の可変部は抗原と結合できるのですか？

人間の抗体について質問です。

素人質問で恐縮です。


どうして抗体の可変部は抗原と結合できるのですか？

なんか独自の粘液か何かがあって、それでピタッとくっつくという感じですか？

それとも蟹みたいに強く掴んで離さないといった感じですか？

よろしくお願いします。

No.2 回答者： 三現主義 回答日時： 2025/01/22 06:29

抗体と抗原の結合は鍵と鍵穴に例えることが多いですが、これはイメージです。

基本は物質と物質が引き合う力によってくっついています。我々の大きさの世界での代表例が重力、磁力、静電力になりますが、非常に小さな分子レベルでも同じような事が起こっており、専門用語では、水素結合力・静電力・ファン・デル・ワールス力と言っているようです。

しかし、これだけだと特定の抗体が特定の抗原とのみくっつく説明がつきません。

私は以下のようにイメージしています。
ざらざらした壁にガムテープを貼っても直ぐに剥がれますが、接着面が厚いブチルテープは壁の細かい隙間にはいりこんで接着可能になります。
この時、壁の細かい隙間が抗原の鍵穴の形状、接着面が鍵の形状になると思っています。
実際はもっと複雑怪奇だと思いますが、我々素人レベルでは、こういう理解で良いと思います。

参考にしたurl
https://www.kango-roo.com/learning/4077/

https://www.kyowakirin.co.jp/antibody/basics/spe …

No.1 回答者： kagakugasuki 回答日時： 2025/01/22 05:33

有機物の分子は主に炭素原子や水素原子で出来ていますが、それ以外にも酸素原子や窒素原子を始めとした他の種類の原子も含まれているものもあります。

　それらの原子の種類によって同じ分子の中でも部位によって性質に差が生じて来ます。
　例えば、水素原子は電子との結びつきが比較的弱いので同じ分子の中で水素原子が結び付いている別の原子に電子を引っ張られてしまいやすいため、正電荷を帯びる傾向があります。
　逆に酸素原子は電子を引き寄せて負電荷を帯びやすい性質があります。
　窒素原子も酸素原子ほどではないものの、やはり負電荷を帯びやすい性質があります。
　一方、炭素原子はどちらでもないため電気的に中性です。
　こうして同じ分子の中に正電荷を帯びた所と負電荷を帯びた所が生じると、2つの分子の間で正電荷を帯びた所と負電荷を帯びた所が引きつけ合う事により、2つの分子の間に結び付きが出来ます。
　また、有機分子の中で水素原子と炭素原子で出来ている部位はその構造が石油のような炭化水素に近いため水を弾く疎水性が強くなり、一方、酸素原子と水素原子が結び付いた水酸基のある部位はその構造が水に近いため、水に馴染みやすい親水性が強くなります。
　生物の体内は水が多く存在していて、疎水性の部位は水と反発し合うため、周囲に存在している水分子に弾かれる事により、疎水性の分子や部位同士が集まる性質があります。
　このような事が原因となり、分子同士の間には水素結合、疎水性相互作用、静電力、ファン・デル・ワールス力等の分子間力による結合が生じます。
　そうした力が働く部位が分子中にどのように分布しているかという事や、分子自体の立体的形状は分子の種類ごとに異なりますから、抗原となる分子の形状や力が働く部位の分布とぴったり合う分子の形状や力が働く部位の分布をした可変部を持つ抗体は、抗原と強く結び付く事になります。
　このようにして抗原と抗体は特異的に結合するわけです。

【参考URL】
抗原と抗体の相互作用とは【抗体技術の基本原理】 - M-hub
https://m-hub.jp/biology/1011/interaction-betwee …

水素結合 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0 …

ファンデルワールス力 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1 …

疎水効果 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%96%8E%E6%B0%B4 …