B． B-細胞エピトープ
ここでは、タンパク質とペプチド上のB-細胞エピトープに限定して議論します；他の生体高分子やハプテン性基上のエピトープは対象外です。 B細胞エピトープに関する最初の重要な一般化は、タンパク質やポリペプチドの分子表面の3次元的な特徴に対して向けられるということである。 特定の三次元トポロジーは、T細胞エピトープとは対照的に、B細胞エピトープの特徴である。 タンパク質の表面からアクセス可能などのアミノ酸残基も、1つまたは別のB細胞エピトープの一部となる可能性がある（Benjaminら、1984）。 したがって、タンパク質は非常に多くの異なるエピトープを含むことができるが、立体的な理由から、一度に結合できる抗体は限られている。 B細胞反応は立体特異的で、ペプチドのdエナンチオマー（Gillら、1963）およびタンパク質（Dintzisら、1993）に対してはかなり弱く、おそらくdエナンチオマーのタンパク質は、T細胞の助けとなるペプチドを生成するために効率的に処理されないからでしょう。
以前は、タンパク質には限られた数のエピトープで特徴づけられる明確な抗原的構造があると信じられていました。 しかし、B細胞による免疫反応とその制御の複雑さ、そしてタンパク質に対するモノクローナル抗体の特異性が明らかになり、タンパク質は定義された抗原構造を持っているわけではないことが明らかになったのです。 一部の研究者が主張してきたこととは逆に、タンパク質の「完全な抗原構造」を定義することは不可能である（Atassi and Lee, 1978; Atassi, 1984）。 タンパク質の抗原性は、タンパク質トポグラフィーの特性であると同時に、宿主自身のタンパク質に似た構造に対する耐性、T細胞ヘルプの特異性、イディオタイプネットワークなどの宿主免疫系の制御機構の特性でもある（Benjaminら、1984; Berzofsky、1985)。 免疫優性部位、すなわち、免疫反応のほとんどの、しかし、すべての抗体が向けられる部位は、それ自体、タンパク質の本質的な特性ではない。 以前から指摘されているように、エピトープはそれ自体で存在するのではなく、相補的な抗体結合部位、いわゆるパラトープとの関連性によってのみ存在する（Berzofsky, 1985; Van Regenmortel, 1986, 1989）。 したがって、エピトープとは関係概念であり、エピトープの定義は必然的に操作的である（Van Regenmortel, 1986）。 言い換えれば、特定のエピトープの定義は、対応するパラトープの分子幾何学的および化学的性質に大きく依存し、おそらくより重要なのは、エピトープをマッピングするために選択された実験的アプローチである。
この状態は、X線結晶学によって構造が解決された最初のタンパク質-抗体複合体の例で説明できる（Amit et al.、1986）。 この複合体では、リゾチームの16残基が、リゾチームに対するモノクローナルFab（抗体断片）の17残基と接触している。 エピトープはリゾチーム表面の750Å2にわたって広がっている。 一方、一連の配列に関連した鳥類のリゾチームを用いたエピトープマッピングでは、抗リゾチームモノクローナル抗体とリゾチームの結合に重要な残基はわずかであることが示されている。 ごく少数の残基を変異させると、リゾチーム-抗体複合体の会合定数を極端に減少させることができる（Harper et al.） あるケースでは、ArgからLysへの1つの置換がリゾチームのモノクローナル抗体への親和性を2桁も低下させた（Smith-Gillら、1982）。 Fab断片とリゾチームの2つの複合体の結晶構造に基づく理論計算では、結晶中のエピトープを規定する多くの残基のうち、実際に複合体の安定性に寄与しているのはわずかであることが示された（Novotny et al.、1989年）。 Novotnyらは、その計算に基づいて、エネルギッシュなエピトープとパッシブなエピトープを区別している。 エネルギッシュなエピトープには、結合のエネルギーに寄与する残基が含まれる。 受動的エピトープは、エネルギッシュエピトープを形成する残基の周辺に表面相補性を与えるだけである。 結晶構造で見られる相互作用のうち、抗原抗体複合体の安定化に主要な役割を果たすものはごくわずかであることが、インフルエンザウイルスノイラミニダーゼとモノクローナル抗体との結合で確認された。
エピトープのより一般的な運用上の区別は、接触エピトープと機能エピトープとの間のものである。 接触エピトープは、抗原抗体複合体の三次元構造から得られる情報に関連し、機能的エピトープは、ペプチドを用いたエピトープマッピングを含む非結晶マッピング手順から得られる情報に関連する。 接触エピトープは、タンパク質-抗体複合体のいくつかのX線構造で見られるように、抗原と抗体の大きな相補的表面積間の適合によって表される（Davies and Padlan, 1990; Wilson and Stanfield, 1994; Braden and Poljak, 1995）。 接触エピトープは分子表面の数百平方オングストロームを覆っている。 機能的エピトープは、抗体結合に重要であると思われる残基を定義し、その変異は結合を減少または完全に消失させる可能性がある。 機能性エピトープは、前述のリゾチームやノイラミニダーゼの例のように、わずか2〜3残基で構成されることもある。 機能性エピトープから接触性エピトープを推論することはできない。 同様に、接触エピトープがそれ自体で機能性エピトープを明らかにすることはない。 抗体の側でも、機能性パラトープと接触性パラトープという2種類のパラトープを区別することができる。
結晶学と非結晶学的マッピング技術によって明らかにされるエピトープの二重の性質は、分子認識の2つの異なるモデルを反映しています。 このように考えると、エピトープの性質を定義することの難しさは、認識論的な難しさ、つまり、私たちが自由に使える限られた実験手段によって、どのように現実をモデル化すればよいのかというレベルにまで移行している。
ここで、B細胞エピトープをシーケンシャルとコンフォメーションに分類する、古くから知られている概念的な分類について言及しなければなりません (Sela et al., 1967; Sela, 1969; Atassi and Smith, 1978)。 エピトープがポリペプチド鎖の連続した残基で表される場合、sequentialあるいはcontinuousと呼ばれる。 短くて柔軟なペプチド、あるいは変性していないポリペプチド鎖と反応する場合、抗体は連続したエピトープを認識すると言われている。 コンフォメーション型エピトープは、不連続型、トポグラフィー型、アセンブル型とも呼ばれ、ネイティブタンパク質のポリペプチド鎖のフォールディングにより、アミノ酸配列の非連続部分から構築されたものである。
連続エピトープとコンフォメーションエピトープの区別はやや恣意的で、誤解を招く可能性があります。 すべてのパラトープは明確に定義された三次元構造を持っているので、パラトープとエピトープの間の相互作用は、常に三次元空間における構造の適合となるのです。 このことは、秩序だった球状タンパク質上のエピトープにも、柔軟な短いペプチド上のエピトープにも当てはまる。 後者の場合、ペプチドもまた、抗体と結合する際にユニークなコンフォメーションをとる必要がある。したがって、連続エピトープもまた「コンフォメーション」なのである。
ネイティブなタンパク質に対する抗体の場合、ほとんど、あるいはすべてのエピトープが不連続であると主張されてきた（Barlowら、1986）。 抗原抗体結晶の典型的な接触エピトープのサイズは大きいので、抗体がポリペプチド鎖の連続したストレッチにのみ結合し、配列は離れているが空間的には近い残基にも接触しないことは、実際ありえないことです。 タンパク質の空間充填モデルでは、分子表面で直接ペプチド結合が可能な4〜5残基より長い線状ストレッチの存在はほとんど認められない。
最後に、B 細胞エピトープの性質について概観し、「エピトープ」の一般的な定義を与えることが非常に困難であることを、もう一度強調します。 実用的な定義に頼ることは、純粋主義者を喜ばせないかもしれませんが、特定の抗原抗体相互作用の特徴に関する質問に答えるには、実用的な定義が役に立つでしょう。