Các kháng thể thông thường được tạo thành từ hai chuỗi nặng và hai chuỗi nhẹ giống hệt nhau được liên kết với nhau bằng cầu nối disunfua. Tuy nhiên kháng thể từ loài lạc đà - camelidae (có loài Camelus dromedarius, Camelus bactrianus, Lama glama, Lama guanaco, Lama alpaca and Lama vicugna) có số lượng đáng kể các kháng thể trong huyết thanh mà trong cấu trúc của chúng không có chuỗi nhẹ. Vùng liên kết với kháng nguyên của chúng chỉ được tạo từ một vùng duy nhất VHH, theo sau đó là khớp nối và vùng hằng định CH2 và CH3, hai vùng hằng định này có sự tương đồng cao với vùng Fc của các kháng thể thông thường [33]. Miền tương ứng với miền CH1 của kháng thể thông thường đã không tìm thấy trong kháng thể lạc đà, điều này giải thích cho sự vắng mặt của chuỗi nhẹ. Phân tích cDNA cho thấy rằng đột biến điểm đã xảy ra tại vị trí nối đồng thuận (GT) tại đầu cuối 5’ của intron với các exon của vùng CH1 dẫn đến việc vùng CH1 đã bị loại bỏ từ mARN. Do đó vùng biến đổi đã được điều chỉnh để cho có thể đảm nhiệm đầy đủ chức năng liên kết với kháng nguyên của ba vùng CDR cao hơn sáu vùng CDR của kháng thể thông thường [31, 51].
19
Phân tích kết quả giải trình tự cho thấy nanobody có độ tương đồng hơn 80% so với miền VH của người [32]. Nanobody là một chuỗi polypeptide có khoảng 110 axit amin. Tương tự như các vùng VH thông thường, nanobody chứa bốn vùng khung ít biến đổi (Framework region – FR) nằm xen kẽ nhau hình thành nên cấu trúc cốt lõi của miền globulin miễn dịch và ba vùng siêu biến (hypervariable – HV) hay còn gọi là vùng quyết định tính bổ trợ (complementarity determining region – CDR) [31, 35]
Khi phân tích trình tự và cấu trúc không gian của nanobody các khoa học đã thấy được một số điểm khác biệt trong cấu trúc của kháng thể này so với kháng thể thông thường. Điểm khác biệt quan trọng nhất của nanobody là sự thay thế của 4 axit amin trong vùng khung FR2 so với kháng thể thông thường tại các vị trí axit amin 37, 44, 45 và 47. Ở kháng thể thông thường 4 axit amin này liên quan đến việc hình thành liên kết kỵ nước với vùng biến đổi của chuỗi nhẹ [24]. Sự xuất hiện của 4 axit amin ưa nước trong khung FR2 giải thích sự vắng mặt của liên kết với vùng VL và làm tăng độ tan của nanobody [34].
Ngoài ra trong vùng siêu biến của nanobody có một số điểm khác biệt. Thứ nhất các vùng liên kết kháng nguyên có kích thước dài hơn so với các vùng tương ứng của kháng thể thông thường. Thứ hai đầu N của CDR1 thay đổi nhiều hơn. Thứ ba vùng CDR3 dài hơn, có thêm liên kết disunfua với axit amin cystein ở vùng CDR1 hoặc vùng FR2 tạo ra cấu trúc dạng vòng, điều này làm cho kháng thể nanobody có tính ổn định hơn so với VH [13].
20