金黃色葡萄球菌A蛋白(Staphylococcal Protein A、簡稱SPA)是細胞壁抗原的主要成分,幾乎90%以上的菌株均含有這種成分,但不同的菌株含量差別十分懸殊。SPA占整個細胞壁蛋白成分的6.7%,通過胞壁肽聚糖以共價鍵與之結合。其它葡萄球菌如表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌不含SPA。
SPA的理化性質
SPA是一種蛋白質,由亮、纈、脯、丙、蘇、甘、絲、谷丙、天門冬及賴氨酸等十種氨基酸組成。由于不含有胱氨酸及半胱氨酸,所以無二硫鍵。紫外光譜和吸收系數(shù)為A275nm %=1.65,等電點為pH5.1。SPA十分穩(wěn)定,用4mol/L尿素、硫氰鹽酸、6mol/L的鹽酸胍和pH2.5的酸性條件,以及加熱煮沸均不影響其活性。其分子量因測定方法不同而有所差異。
SPA部分理化參數(shù)
分子量 |
42 000 |
沉降系數(shù)S 20w(ˊS ) |
2.10 |
擴散系數(shù)D20W(cm2/s) |
4.3×10-7 |
Stocks半徑(nm) |
5.00 |
摩擦比f/f,min |
2.10 |
粘度(n) (ml/g) |
2.90 |
Hμggins常數(shù) |
0.66 |
比容V(ml/g) |
0.72 |
SPA的免疫學性質
SPA能與人及多種哺乳動物血清IgG分子中的Fc片段結合,結合的親和性次序依次是豬、狗、兔、人、猴、鼠、小鼠及牛;對大白鼠、綿羊的親和力差;對馬、犢牛、山羊等無親和力;對所有的魚類、兩棲類、爬行類、鳥類(除少數(shù)例外)均不能與之結合。雞的IgG必須與相應的抗原形成復合物才能與SPA結合,原因可能是Ag-Ab復合物改變了IgG的Fc片段的構象。
SPA與IgG結合的亞類主要是IgG1、IgG2和IgG4。
SPA除與IgG結合外,還能與血清中少量的IgM和IgA結合,SPA菌對各類免疫球蛋白的吸附率:IgG為90%~98%,IgM為2%~30%,IgA為1.5%~20%。
出現(xiàn)共沉反應的SPA與IgG必須有兩個結合部位,它們分別在Fc和Fab段上,缺一雖能與SPA結合,但不出現(xiàn)共沉反應,這種Fab的參與并非SPA-抗體反應。現(xiàn)已研究表明,IgG與SPA的結合部位是CH2和CH3的交界處。
SPA的生物學特性
1.免疫原性與過敏原性 SPA做為免疫原能刺激免疫活性細胞合成Ig,又能與其相應抗體的Fab段結合呈現(xiàn)抗原抗體的特異性反應。SPA-IgG注射家兔皮下可引起Arthus樣反應,還可引起豚鼠的遲發(fā)性超敏反應。SPA體外試驗,能刺激豚鼠離體回腸收縮。
2.抗吞噬作用 由于IgG的Fc段結合點既是lgG調理活性結合點,又是SPA反應點。因此,SPA可與吞噬細胞競爭,結果抑制了多形核白細胞的吞噬作用,也可能是SPA阻斷調理素與吞噬細胞作用的結果。
3.固定補體 SPA-IgG和免疫復合物一樣可以固定人和某些動物(如豚鼠、豬、狗等)血清中的補體,主要是通過補體傳統(tǒng)激活途徑。
4.促有絲分裂因子 SPA是一種B細胞激活劑,固相SPA作用明顯,并不需要T細胞輔助,可容性SPA作用微弱,必須有T細胞參與。
5.去封閉作用 固相SPA能部分去除腫瘤病人和帶瘤動物血清中的封閉活性,從而降低了血清對淋巴細胞介導的細胞毒的封閉作用。
SPA的應用
SPA應用很廣,但所有應用的原理都離不開SPA具有與IgG的Fc段的結合能力,主要應用方面如下:
1.SPA菌的協(xié)同凝集作用
用已知的標準血清,吸附到SPA菌的表面,使之成為吸附抗體的載體,再以此去診斷相應的未知抗原而產生肉眼可見的凝集顆粒,診斷的抗原可以是顆粒性的,也可以是可溶性的。此種凝集相當于反向間接血凝,但省去間接血凝中的抗體純化,紅血球鞣化等復雜手續(xù),而只需要 SPA菌體及粗制免疫血清即可。所以此法簡單、快速,特異性敏感性均較滿意。目前已用于許多細胞和病毒的檢測及分型。
協(xié)同凝集只適用于檢測抗原,未見應用于檢測抗體的報道。
2.作為廣譜第二抗體 用SPA代替抗體IgG的第二抗體,有如下優(yōu)點:①SPA制備容易,性質穩(wěn)定,易純化,對人和多種哺乳動物的IgG都能應用,不受種屬限制。而第二抗體的制備比較麻煩,且需多次免疫動物,在應用上要受同種屬的限制;②SPA的結合力強,相當于游離抗體與抗原的結合力,對人和兔的親和常數(shù)均為
3.用于提取純化IgG 利用SPA與IgG的結合特性提取IgG,比常規(guī)采用硫酸銨、Sephadex柱,DEAE柱或免疫梯度離心等法要簡便得多,而且純度好。
4.檢測和提純IgM IgM在病毒的早期診斷中具有重要意義,為了檢測特異性IgM抗體,必須首先在血清中除去IgG。采用SPA菌吸附IgG是目前快速而又理想的辦法,利用此法也為IgM的提純開辟了道路。
5.其它方面 用于免疫復合物的檢測、體外激活補體功能試驗、細胞表面標記以及腫瘤表面抗原的檢測等。