04免疫球蛋白

1、第四章第四章 免疫球蛋白免疫球蛋白 (immunoglobulin) 免疫學(xué)教研室免疫學(xué)教研室 監(jiān)督電話監(jiān)督電話 ：30299453029945本本 章章 重重 點(diǎn)點(diǎn)掌握抗體與免疫球蛋白的概念掌握抗體與免疫球蛋白的概念掌握免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域及其功能掌握免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域及其功能掌握各類免疫球蛋白的特性與功能掌握各類免疫球蛋白的特性與功能熟悉多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體的熟悉多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體的制備制備了解免疫球蛋白的異質(zhì)性了解免疫球蛋白的異質(zhì)性與抗體有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者與抗體有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1901von bering血清治療血清治療1908e

2、hrlich & metchnikoff抗體生成側(cè)鏈學(xué)說抗體生成側(cè)鏈學(xué)說和體液免疫學(xué)說和體液免疫學(xué)說吞噬吞噬1972edelman & poter抗體分子結(jié)構(gòu)抗體分子結(jié)構(gòu)1977yalow放射免疫測(cè)定放射免疫測(cè)定1984koler,milstein & jerne單克隆抗體單克隆抗體1987tonegawaig基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)抗毒素的發(fā)現(xiàn)抗毒素的發(fā)現(xiàn)德國(guó)學(xué)者德國(guó)學(xué)者behring和和日本學(xué)者北里于日本學(xué)者北里于1890年發(fā)現(xiàn)白喉抗毒素年發(fā)現(xiàn)白喉抗毒素 破傷風(fēng)抗毒素的中和作用破傷風(fēng)抗毒素的中和作用rodney porter 1917-1985nobel prize in 1972gerald e

3、delman 1929 -nobel prize in 1972抗體分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)抗體分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)susumu tonegamanobel prize 1987ig基因結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)基因結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)抗體與免疫球蛋白的概念抗體與免疫球蛋白的概念 抗體抗體（antibody，ab） 由漿細(xì)胞合成和分泌的能與由漿細(xì)胞合成和分泌的能與agag進(jìn)行特異性進(jìn)行特異性結(jié)合的糖蛋白，主要存在于血液及組織液結(jié)合的糖蛋白，主要存在于血液及組織液中。中。 免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin，ig） 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白?？煞譃榉置谛停ǖ鞍?。可分為

4、分泌型（sigsig）和膜型）和膜型（migmig），構(gòu)成構(gòu)成b b細(xì)胞膜上的抗原受體。細(xì)胞膜上的抗原受體。免疫球蛋白概述漿細(xì)胞漿細(xì)胞第第 一一 節(jié)節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)(construction)一、免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu)一、免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu) 由兩條相同的重鏈和輕由兩條相同的重鏈和輕鏈通過鏈間二硫鍵連接鏈通過鏈間二硫鍵連接而成的四肽鏈結(jié)構(gòu)而成的四肽鏈結(jié)構(gòu)n端端c端端（一）重鏈和輕鏈（一）重鏈和輕鏈1.1.重鏈重鏈（heavy chain,h鏈）鏈） 組成：組成：450-550450-550個(gè)氨基酸殘基個(gè)氨基酸殘基 分子量：分子量：50-75kd50-75kd 五類五類(class

5、)(class)： 重鏈類型：重鏈類型： g a d m eg a d m e (鏈鏈) 組成的組成的ig： igg iga igd igm ige 亞類：同一類亞類：同一類igig根據(jù)絞鏈區(qū)氨基酸組成、重鏈二根據(jù)絞鏈區(qū)氨基酸組成、重鏈二 硫鍵數(shù)目和位置的差別可分為亞類（硫鍵數(shù)目和位置的差別可分為亞類（igg1igg14 4、iga1-2iga1-2）。）。 組成：組成：214214個(gè)氨基酸殘基個(gè)氨基酸殘基 分子量：分子量：25kd25kd 型型(type)(type)：根據(jù)輕鏈恒定區(qū)免疫原性不同分為：根據(jù)輕鏈恒定區(qū)免疫原性不同分為 和和 型型 亞型亞型(type)(type)：根據(jù)：根據(jù) 鏈

6、個(gè)別氨基酸的差異，分為鏈個(gè)別氨基酸的差異，分為 1 14 42.2.輕鏈輕鏈（light chain，l鏈）鏈）（二）可變區(qū)和恒定區(qū)（二）可變區(qū)和恒定區(qū)in heavy chains, the v, d and j segments encode the variable domain while the c segment encodes the constant domain.in light chains, the v and j segments encode the variable domain whilethe c segment encodes the constant dom

7、ain.1.1.可變區(qū)可變區(qū)（variable region，v區(qū)）：區(qū)）：n端重鏈端重鏈1/41/4和輕鏈和輕鏈1/2 1/2 組成，氨基酸序列變化很大。組成，氨基酸序列變化很大。 高變區(qū)（高變區(qū)（hypervariable region, hvr） 互補(bǔ)性決定區(qū)（互補(bǔ)性決定區(qū)（complementarity-determining region, cdr） 獨(dú)特型決定簇（獨(dú)特型決定簇（idiotypic determinants） 骨架區(qū)（骨架區(qū)（framework region, fr）醫(yī)學(xué)免疫學(xué)上海第二醫(yī)科大學(xué)免疫教研室 2.2.恒定區(qū)恒定區(qū)（constant region, c區(qū)區(qū))

8、 )： 位于位于ig分子的分子的c端，占輕鏈端，占輕鏈1/21/2和重鏈和重鏈3/43/4（igg、iga、igd）或）或4/54/5（igm、ige）。在同）。在同一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈c區(qū)氨基區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。酸的組成或排列比較恒定。（三）（三）鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)（hinge region) )： 位于位于ch1和和ch2之間，含有豐富的之間，含有豐富的脯氨酸。易伸展、彎曲，有利于同時(shí)脯氨酸。易伸展、彎曲，有利于同時(shí)結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位。結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位。 鏈內(nèi)二硫鍵折疊成的球形結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)，鏈內(nèi)二硫鍵折疊成的球形結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)，約

9、由約由110110個(gè)氨基酸組成。個(gè)氨基酸組成。 輕鏈：兩個(gè)結(jié)構(gòu)域（輕鏈：兩個(gè)結(jié)構(gòu)域（vl,cl）; ; 重鏈：重鏈：4 4個(gè)或個(gè)或5 5個(gè)結(jié)構(gòu)域個(gè)結(jié)構(gòu)域 igg、iga、igd：vh、ch1、ch2、ch3 igm、ige：vh、ch1、ch2、ch3、ch4( (四四) ) 免疫球蛋白的功能域免疫球蛋白的功能域( (domain) )unfolded vl region showing 8 antiparallel b b-pleated sheets connected by loops.nh2coohs sthe immunoglobulin foldbarrel under const

10、ructiona barrel made of many staves arranged in a folded over sheeta b b barrel of 7 (cl) or 8 (vl) polypeptide strands connected by loops and arranged to enclose a hydrophobic interiorsingle vl domain 免疫球蛋白功能域及其功能免疫球蛋白功能域及其功能vl,vh:vl,vh:超變區(qū)，超變區(qū)，互補(bǔ)決定區(qū)（互補(bǔ)決定區(qū)（cdr)cdr)與抗原特異性結(jié)合部位與抗原特異性結(jié)合部位cl,ch1cl,ch1同種

11、異型的遺傳標(biāo)記同種異型的遺傳標(biāo)記ch2,ch3ch2,ch3(igg, igm)(igg, igm)補(bǔ)體補(bǔ)體c1qc1q結(jié)合點(diǎn)，激活補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)，激活補(bǔ)體igg ch2igg ch2通過胎盤通過胎盤igg ch3igg ch3與單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性與單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、粒細(xì)胞、nknk細(xì)胞、細(xì)胞、b b細(xì)胞表面細(xì)胞表面的的fcfcg gr r結(jié)合結(jié)合鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)適于適于v v區(qū)同抗原的結(jié)合。含大量脯氨酸，富區(qū)同抗原的結(jié)合。含大量脯氨酸，富有彈性和伸展性，能使有彈性和伸展性，能使abab與不同距離的抗原與不同距離的抗原決定簇結(jié)合，也利于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)。決定簇結(jié)合，也利于暴露補(bǔ)體結(jié)

12、合位點(diǎn)。( (一一) ) j j鏈鏈（joining chain）：）：將單體將單體ig分子連接成多聚體，存在于分子連接成多聚體，存在于iga和和igm中中( (二二) ) 分泌片分泌片（secretory piece, sp）或）或分泌成分分泌成分（secrtory component，sc）：）：是分泌型是分泌型iga的輔助成分，保護(hù)分泌型的輔助成分，保護(hù)分泌型iga的鉸鏈區(qū)的鉸鏈區(qū)免受蛋白水解酶的降解，并介導(dǎo)免受蛋白水解酶的降解，并介導(dǎo)iga二聚體的轉(zhuǎn)運(yùn)二聚體的轉(zhuǎn)運(yùn)二、免疫球蛋白的其它成分：二、免疫球蛋白的其它成分：epithelialcelljccssssccssssccsssecre

13、tory iga and transcytosisbjc cssssccssssccs sjccssssccssssccssjccssssccssssccsspigr & iga areinternalisedstalk of the pigr is degraded to release iga containing part of the pigr - the secretory componentjccssssccssssccssiga and pigr are transported to the apical surface in vesiclesb cells located in

14、 the submucosaproduce dimeric igapolymeric ig receptors are expressed on the basolateral surface of epithelial cells to capture iga produced in the mucosa三、三、 免疫球蛋白的水解片斷免疫球蛋白的水解片斷（一）（一）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（二）（二）胃蛋白酶胃蛋白酶2 2個(gè)個(gè)fab 段段結(jié)合抗原結(jié)合抗原1 1個(gè)個(gè)fc段段結(jié)合細(xì)胞結(jié)合細(xì)胞f(ab)2段段雙價(jià)抗體活性雙價(jià)抗體活性pfc段段無生物學(xué)活性無生物學(xué)活性第第 二二 節(jié)節(jié) 免疫球蛋白的異質(zhì)性

15、免疫球蛋白的異質(zhì)性重鏈重鏈c c區(qū)分區(qū)分類類輕鏈輕鏈c c區(qū)分區(qū)分型型鉸鏈區(qū)氨基酸組成和鉸鏈區(qū)氨基酸組成和重鏈二硫鍵分重鏈二硫鍵分亞類亞類一、免疫球蛋白的類型一、免疫球蛋白的類型ccvv輕鏈輕鏈c c區(qū)區(qū)n n端氨基端氨基酸的差異分酸的差異分亞型亞型 多樣性抗原的存在是導(dǎo)致免疫球多樣性抗原的存在是導(dǎo)致免疫球蛋白異質(zhì)性（即具有不同的抗原識(shí)別蛋白異質(zhì)性（即具有不同的抗原識(shí)別特異性）的外源因素，是免疫球蛋白特異性）的外源因素，是免疫球蛋白異質(zhì)性的物質(zhì)基礎(chǔ)。異質(zhì)性的物質(zhì)基礎(chǔ)。二、外源因素所致的異質(zhì)性二、外源因素所致的異質(zhì)性- -igg的多樣性的多樣性三、內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性三、內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性-

16、-igg的血清型的血清型 同一種系所有個(gè)體的同一種系所有個(gè)體的ig都含有的抗原都含有的抗原決定簇，但與其它物種的有差別，為種屬?zèng)Q定簇，但與其它物種的有差別，為種屬型標(biāo)志，存在于型標(biāo)志，存在于ig的的c區(qū)。區(qū)。(一一) )同種型同種型（isotype) :) :（種屬特異性）（種屬特異性）igm (kappa)igg1 (kappa)human ighuman igantiserum(anti-human igantibody)igm (kappa)igg1 (kappa)rabbitl同一個(gè)種屬，同類免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性同一個(gè)種屬，同類免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性（二）（二）同

17、種異型同種異型( (allotype）：）： ( (個(gè)體特異性，個(gè)體遺傳標(biāo)志）個(gè)體特異性，個(gè)體遺傳標(biāo)志） 同一個(gè)種屬，不同個(gè)體同類免疫同一個(gè)種屬，不同個(gè)體同類免疫球蛋白分子球蛋白分子chch或或clcl一個(gè)或幾個(gè)氨基酸一個(gè)或幾個(gè)氨基酸不同而表現(xiàn)出具有不相同的免疫原性。不同而表現(xiàn)出具有不相同的免疫原性。allotype同種異型同種異型igg1 person 3igg1 person 2igg1person 1（三）（三）獨(dú)特型獨(dú)特型( (idiotype) :) : （b細(xì)胞克隆特異性）細(xì)胞克隆特異性） 同一個(gè)體，不同同一個(gè)體，不同b細(xì)胞克隆產(chǎn)生的細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗體，在其超變區(qū)具有不同的免疫原抗

18、體，在其超變區(qū)具有不同的免疫原性，可誘導(dǎo)其它性，可誘導(dǎo)其它b細(xì)胞克隆產(chǎn)生抗獨(dú)特細(xì)胞克隆產(chǎn)生抗獨(dú)特型抗體?？乖课淮嬖谟谛涂贵w?？乖课淮嬖谟趇gg的的v區(qū)。區(qū)。idiotype獨(dú)特型獨(dú)特型igg1 person 1anti-aigg1 person 1anti-bigg1 person 1anti-c第第 三三 節(jié)節(jié) 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能（function）一、一、ig v區(qū)區(qū)的功能的功能 識(shí)別并特異性結(jié)合抗原識(shí)別并特異性結(jié)合抗原: : 中和病毒、毒素，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)中和病毒、毒素，介導(dǎo)炎癥反應(yīng) 抗體的抗原結(jié)合價(jià)：抗體的抗原結(jié)合價(jià)： 單體單體ig：兩價(jià)：兩價(jià) siga：四價(jià)：四價(jià) 五

19、聚體五聚體igm：五價(jià)：五價(jià) （一）（一）激活補(bǔ)體激活補(bǔ)體 igm、igg13 激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑 凝聚的凝聚的iga或或igg4 激活補(bǔ)體替代途徑激活補(bǔ)體替代途徑二、ig c區(qū)的功能antibody + complement- mediated damage to e. colihealthy e. colielectron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteriaelectron micrographs of antibodies and complement opsonising

20、 epstein barr virus (ebv)negatively stained ebvebv coated with a corona ofanti-ebv antibodiesebv coated with antibodies and activated complement components1.1.調(diào)理作用調(diào)理作用（opsonization）：）： ig fc段與吞噬細(xì)胞表面段與吞噬細(xì)胞表面fcr結(jié)合結(jié)合促吞噬促吞噬2.2.抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity

21、, adcc) )3.3.介導(dǎo)介導(dǎo)i型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng): : ige （二）結(jié)合（二）結(jié)合fc受體受體（三）穿過胎盤和粘膜（三）穿過胎盤和粘膜: : igg、siga 第第 四四 節(jié)節(jié) 各類免疫球蛋白的特性及功能各類免疫球蛋白的特性及功能各類抗體的特性與功能各類抗體的特性與功能igg四個(gè)亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能四個(gè)亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能通過胎盤通過胎盤, ,半衰期較長(zhǎng)半衰期較長(zhǎng), ,主要的抗感染抗體主要的抗感染抗體, ,參與參與iiii、iiiiii型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)igm五個(gè)單體由五個(gè)單體由j j鏈連接成五聚體，最早、可診鏈連接成五聚體，最早、可診斷宮內(nèi)及近期感染，

22、天然血型抗體斷宮內(nèi)及近期感染，天然血型抗體iga血清型（單體）和分泌型（雙體），初乳中血清型（單體）和分泌型（雙體），初乳中高濃度高濃度siga，參與參與型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng)igd含量低、含量低、b b細(xì)胞成熟標(biāo)志細(xì)胞成熟標(biāo)志ige含量最低、親細(xì)胞、超敏反應(yīng)含量最低、親細(xì)胞、超敏反應(yīng)/ /寄生蟲免疫寄生蟲免疫未成熟未成熟b細(xì)胞細(xì)胞 成熟成熟b細(xì)胞細(xì)胞 活化或記憶活化或記憶b細(xì)胞細(xì)胞migm migd 第第 五五 節(jié)節(jié) 人工制備抗體人工制備抗體一、一、多克隆抗體多克隆抗體（polyclonal antibody，pcab）二、二、單克隆抗體單克隆抗體（monoclonal antibody，mcab）三、三、基因工程抗體基因工程抗體（engineering antibody） 利用利用dna重組技術(shù)和基因工程手段生產(chǎn)的重組技術(shù)和基因工程手段生產(chǎn)的抗體抗體,