2강 / 20강

항체의 구조 — Fab 가 잡고 Fc 가 부린다

Y 자 하나에 일이 둘 · 팔 끝은 사람마다 다르고 밑동은 모두 같다

항체는 Y 자입니다. 이 모양이 우연이 아닙니다 — 위와 아래가 하는 일이 다르기 때문입니다.

🤏

Fab — 팔 끝

항원을 붙잡는다
사람마다·세포마다 전부 다르다
여기가 다양성이 사는 곳

📢

Fc — 밑동

다른 세포를 부린다
아이소타입 안에서는 모두 같다
여기가 효과를 정하는 곳

비유하자면 손잡이가 달린 도구입니다. 집게 끝(Fab)은 무엇을 잡을지 정하고, 자루(Fc)는 누가 그것을 쓸지 정합니다.

고등학생Fab 가 잡고 Fc 가 부린다

항체의 Y 자 모양에 일이 둘 들어 있습니다.

부분	하는 일	사람마다
Fab (팔 끝)	항원을 잡는다	다르다 ⭐
Fc (밑동)	세포를 부린다	모두 같다

잡는 일과 부리는 일이 분리돼 있다 — 그게 설계의 핵심이다

왜 분리가 좋은가

—	—
팔은 그대로 두고	자루만 갈아 낀다 (11강) ⭐
같은 표적에	다른 효과를 낼 수 있다 (14강)

11강의 클래스 전환이 이 구조 덕에 가능하다

치료 항체에서도

—	—
Fab 는 표적이 정한다	—
Fc 는 설계자가 고른다	18강 ⭐

같은 항-PD1 이라도 Fc 를 무엇으로 하느냐가 약을 정한다

비유 — 공구와 손잡이

—	—
날	무엇을 자를지 — Fab
손잡이	어떻게 힘을 줄지 — Fc ⭐

날을 바꾸지 않고 손잡이만 바꾸는 설계 — 모듈이다

사슬 넷, 유전자 둘

Y 자 하나는 사슬 네 가닥입니다. 무거운 사슬 둘 + 가벼운 사슬 둘. 그런데 유전자는 두 벌만 씁니다 — 같은 것을 두 번 쓰니까요.

부분	사슬	유전자 자리	염색체	무엇이 정해지나
Fab (팔)	무거운 사슬 V 부분	`IGHV·IGHD·IGHJ`	14번	무엇을 붙잡을지
Fab (팔)	가벼운 사슬 V 부분	`IGKV·IGKJ` 또는 `IGLV·IGLJ`	2번(κ)·22번(λ)	무엇을 붙잡을지
Fc (밑동)	무거운 사슬 C 부분	`IGHM·IGHD·IGHG1…`	14번	무엇을 부릴지

여기서 이 강의 전체를 관통하는 사실이 하나 나옵니다 — 무거운 사슬 유전자 자리 하나 안에 V 부분과 C 부분이 나란히 있습니다.
그래서 11강의 클래스 전환이 가능합니다. 팔은 그대로 두고 자루만 갈아 끼우는 일이요.

고등학생가벼운 사슬에는 D 가 없다

note 의 이 사실이 6·7강의 근거가 됩니다.

무거운 사슬은 V·D·J, 가벼운 사슬은 V·J 뿐이다

그래서 다양성이 다릅니다

사슬	조각	다양성
무거운	V·D·J 세 개	크다 ⭐
가벼운	V·J 두 개	작다

이음매가 둘이라 무거운 사슬 CDR3 가 훨씬 다양하다

왜 이음매가 중요한가

—	—
붙일 때 글자를 깎고 넣는다	—
그래서	배선에 없던 서열이 생긴다 ⭐

6강의 "2,400만은 왜 부족한가" 가 여기서 답을 얻는다

그리고 실무적 함의

—	—
클론을 정의할 때	대개 무거운 사슬 CDR3 ⭐
이유	다양성이 커서 구별력이 높다

16강의 공유 CDR3 0개 도 무거운 사슬 기준이다

비유 — 이어 붙인 마디

—	—
마디가 둘이면	변형이 두 곳에서 ⭐
하나면	한 곳

이음매 개수가 다양성의 규모를 정한다

<code>v_gene · d_gene · j_gene</code> 이 <b>팔</b>을, <code>아이소타입</code>이 <b>자루</b>를 가리킵니다.

Python 브라우저에서 실행

# 자료에서 사슬이 실제로 어떻게 나오는지 본다
import bc

d = bc.rep("PBMC-A")
print("PBMC-A 의 사슬 구성")
print(d["사슬"].value_counts().to_string())
print()
print("무거운 사슬 한 줄을 그대로 펼쳐 본다")
h = bc.heavy("PBMC-A").iloc[0]
for k in ["표본", "세포", "사슬", "v_gene", "d_gene", "j_gene", "아이소타입",
          "CDR3", "배선차이", "배선길이", "돌연변이율"]:
    print(f"  {k:<8} {h[k]}")

'없다' 와 '못 읽었다' 는 다릅니다. 무거운 사슬 쪽 빈칸은 뒤쪽입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 가벼운 사슬에는 정말 D 가 없나 - 세어서 확인한다
import bc

d = bc.rep("PBMC-A")
for ch in ["IGH", "IGK", "IGL"]:
    s = d[d["사슬"] == ch]
    has_d = s["d_gene"].notna().sum()
    print(f"{ch:<5} 줄 {len(s):>5,}  D 유전자가 적힌 줄 {has_d:>5,}"
          f"  ({100*has_d/len(s):.1f}%)")
print()
print("IGK 와 IGL 은 0 입니다 - 가벼운 사슬에는 D 가 없어요.")
print("IGH 도 100%가 아닌데, D 가 너무 짧게 깎여 어느 것인지 못 정한 경우입니다.")

고등학생왜 팔이 두 개인가

Y 자에는 같은 팔이 둘 있습니다. 왜일까요?

두 팔로 붙으면 — 훨씬 세게 붙는다

결합력과 결합능

말	뜻
친화도 (affinity)	팔 하나의 세기
결합능 (avidity)	전체의 세기 ⭐

둘이 동시에 붙으면 — 하나가 떨어져도 다른 하나가 잡고 있다

효과가 곱셈적입니다

팔 수	실질 결합
1	기준
2	훨씬 강하다 ⭐
10 (IgM)	아주 강하다 (14강)

14강의 "약한 팔 열 개가 센 팔 둘을 이긴다" 가 이 이야기다

그리고 가교 작용

—	—
두 팔이 다른 분자를 잡으면	—
둘을 묶는다	응집 · 신호전달 ⭐

병원체를 덩어리로 뭉치는 것도 이 덕이다

18강의 복선

—	—
IgG4 는 반쪽을 바꾼다	—
그러면 두 팔이	서로 다른 표적을 잡는다 ⚠
결합능이	무너진다 ⚠

"팔이 둘" 이라는 사실이 치료 항체 설계의 문제가 된다

고등학생'항체 한 개' 가 붙잡는 자리는 둘이다

note 의 이 구별이 18강에서 결정적입니다.

항체 한 개 = 결합 자리 두 개 — 헷갈리기 쉽다

클래스별로 다릅니다

클래스	단위	결합 자리
IgG · IgE	단량체	2
IgA (분비형)	이량체	4
IgM	오량체	10 ⭐

IgM 은 팔이 열 개다 — 14강의 힘이 여기서 온다

왜 IgM 이 그렇게 생겼나

—	—
IgM 은 가장 먼저 만들어진다	—
아직 친화도 성숙 전이다	8·10강 ⭐
그래서	수로 보완한다 ✔

질이 낮을 때 양으로 메운다 — 영리한 설계다

그리고 IgA 의 이량체

—	—
점막에서 분비된다	14강
두 개가 붙으면	더 안정하고 결합능 ↑ ✔

거친 환경(점막)에서 버티려면 그래야 한다

실무에서의 함정

—	—
"항체 농도" 와 "결합 자리 농도"	다르다 ⚠
IgM 이면	5배 차이 ⚠

몰 농도를 다룰 때 단위를 확인해야 한다

🤔 확인 문제

항체에서 사람마다 다른 부분과 모두 같은 부분을 바르게 짝지은 것은?

🤔 확인 문제

클래스 전환(11강)이 가능한 구조적 이유는?