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您现在的位置: 医学全在线 > 理论教学 > 基础学科 > 免疫细胞与核酸分子杂交 > 正文:葡萄球菌蛋白A(SPA)
    

葡萄球菌蛋白A

  葡萄球菌蛋白A(Staphylococal Protein A, SPA)是一种从金黄色葡萄球菌细胞壁分离的蛋白质。早在1940年,Vevwey发现在某些金黄色葡萄球菌中,含有一种物质,在双向扩散试验中能与正常人血清形成沉淀。Jensen(1959)也发现类似现象,并将其命名为A抗原。直到1963年Lofkvist等分离了该抗原,并证明它是一种蛋白质。为与A与糖相区别,Grov(1960)将其命名为葡萄球菌蛋白A,简称SPA或蛋白A(Protein A)。由于SPA的一些免疫特性,它已引起广大免疫学者的兴趣,并发展成为免疫学上一种极为有用的工具。

  一、SPA的性质

  (1)SPA存在于大多数(90%)金黄色葡萄球菌中,而不存在于表皮葡萄球菌中。并且主要存在于血浆凝固酶阳性菌株,而不存在于阴性菌株中。前者是致病的,后者是非致病的,但在体内研究中尚未发现SPA和菌株致病性之间有任何肯定的关系。不同菌株间的SPA含量有明显差异,以I株金黄色葡萄球菌含SPA量最高,SPA和细胞壁的肽聚糖呈共价结合。抗二甲氧基苯青霉素突变株(Methicillin—resistant strain)能产生分泌性SPA,它较之细胞壁所含的SPA在免疫学性质上相似,但易分离,损失少。

  (2)SPA为蛋白质成分,仅含少量或不含碳水化合物,其分子量因提取方法不同而异,用脱氧核糖核酸酶消化细胞壁后超速离心或用加热油提法,所测分子量为12000~15000。用沉淀平衡分析和在6mol/L鸟嘌呤盐酸盐中凝胶过滤,测出分子量为42000。SPA为多肽单链,内含3个高度相似的Fc段结合区,每区由50个以上的氨基酸组成,不含色氨酸和半胱氨酸。其羧基末端是赖氨酸,氨基末端结构尚未肯定。SPA粘度高于球蛋白,等电点为pH5.1,其天然结构十分稳定,在应用6mol/L鸟嘌呤盐酸盐变性剂的条件下,尚能保存某些三级结构,如将此变性剂除去,则能自然矫正而恢复原有结构。

  (3)SPA之所以引起免疫学家的重视,是因为它具有的免疫学特性。SPA具有和人与许多动物如豚鼠、猪、小鼠、猴等IgG结合的能力。SPA结合部位是Fc段而不是Fab段,这种结合不会影响抗体的活性。SPA具有的结合力是双价的,每个SPA分子可以同时结合两个IgG分子,也可一方面同IgG相结合,一方面与标记物如荧光素、过氧化物酶、胶体金和铁蛋白等相结合。还有一个饶有兴趣的事实是,和SPA结合后的IgG可用4mol/L鸟嘌呤盐酸盐等使之解离。SPA对IgG免疫球蛋白亚型的结合有选择性,如SPA与人IgG亚型:IgG1、IgG2、和IgG4有结合力,唯独不结合IgG3。只结合IgA2,而不结合IgA1。SPA和禽类血清IgG不结合。

  (4)SPA具有多种生物学作用,如引起豚鼠解离体回肠和收缩,在吞噬反应中抑制IgG调理素吞噬和杀菌作用,SPA—Igg 复合物能固定人的补体和人、狗、猪的新鲜补体,对人类B细胞具有促有丝分裂因子的作用等。

  二、SPA的应用

  自70年代开始,国外应用SPA建立了许多敏感、特异性强、快速和简易的实验方法,并在许多方面的应用中积累了实际应用的材料,现已广泛应用到免疫学及其相关科学如细胞学、细菌学和病毒学等。其可能应用的范围可归纳为以下四个方面:

  1.应用于免疫球蛋白的制备和分析 SPA是一种比较理想的提纯和分析免疫球蛋白的试剂。由于SPA与IgG及其某些亚型的Fc段有较强的结合力,可利用来提纯、分析免疫球蛋白制剂,结合后的PSA—IgG可再用解离剂如4mol/L尿素、4mol/L,硫氰酸盐或6mol/L的鸟嘌呤盐酸盐使之解离,多用SPA—Sepharose 层析柱分离IgG或其亚型及断片如Fc、Fab等。医学全在.线www.lindalemus.com

  2.应用于免疫细胞化学  由于SPA具有双价结合力,在免疫细胞化学技术中可作为桥抗体或标记抗体。由于SPA能与多种动物的IgG的Fc段结合,因此,作为第二抗体或标记抗体,SPA的最大优点是不受种属特异性的限制,故在目前各种免疫细胞化学技术中已得到广泛的应用。除不受种属限制这一特点外,SPA法还具有染色时间短、灵敏性高和背景染色淡等优点。据报告用国产酶联SPA代替酶标记抗体,应用间接染色,时间较PAP法省时一半。SPA分子量小(13000~42000),易于穿透组织,而免疫球蛋白酶标记抗体为200000,PAP复合物为430000,均较SPA分子量大。

  3.应用于多种细菌、支原体和病毒等病原体的简易快速诊断可应用SPA菌体作为载体,结合特异性抗体成为一种吸附原,作协同凝集剂,用于某些细菌和病毒的定群和分型(详见第二章 第三节 )。

  4.可作为一种研究免疫复合物、膜抗原、膜受体和膜Ig的固相吸附剂 Hallgsen用同位素标记SPA测定血IgG的凝集物,发现85%全身性红斑狼疮和42%类风湿病人血清中凝集物增高。SPA用于细胞膜抗原、表面IgG和Fc受体的研究最大特点是能研究活细菌。Ghetie(1976)用SPA致敏绵羊红血球,与经IgG处理的细胞形成玫瑰花环,来鉴定带Fc受体的细胞,反之,如用SPA抑制玫瑰花环形成,则可定量测定细胞表面的IgG。应用SPA与胶体金或铁蛋白相结合,可在电镜水平检查抗原抗体反应的定位。特别是蛋白A—胶体金技术(Protein A—Gold technique, PGA技术)自Pomano和Romano(1977)首次报告用于标记细胞表面抗原、包括淋巴细胞、血小板、大鼠肾脏细胞及感染的病毒细胞获得成功以后,已得到愈来愈广泛的应用(详见第七章 ),是一种较为理想的免疫电镜技术。

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