第二章antibodyA

1、第二章 抗體(kngt)主要(zhyo)內(nèi)容：抗體的概念抗體的結(jié)構(gòu)，各功能區(qū)的功能抗體的抗原性抗體的生物學功能1共七十三頁1901年Behring由于(yuy)在運用抗毒素血清預防和治療白喉和破傷風等病癥方面；1919年Bordet發(fā)現(xiàn)抗原和抗體相互作用的結(jié)果是激活補體，導致攜帶抗原的靶細胞的裂解；1972年美國Gerald 和英國Rodney 由于在抗體結(jié)構(gòu)上的突出貢獻被授予諾貝爾醫(yī)學及生理學獎；1984年Niels （丹麥）、Kohler（德國）和Cesar (美國)在發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)單克隆抗體的原理而共同獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎；1987年利根川進在基因水平上對抗體多樣性形成的機制進行了探索，證

2、實了免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)，在免疫球蛋白研究領域取得了突破性進展。2共七十三頁X射線晶體衍射顯示抗體分子(fnz)立體結(jié)構(gòu)3共七十三頁抗體（antibody，Ab）： 在抗原和免疫系統(tǒng)的相互作用下，由B淋巴細胞轉(zhuǎn)化漿細胞產(chǎn)生的能與相應抗原發(fā)生(fshng)特異結(jié)合的免疫球蛋白（immunoglobulin）。包括IgG、IgM、IgA、IgD、 IgE第一節(jié) 抗體與免疫(miny)球蛋白的概念曾有抗毒素、殺菌素、溶菌素、凝集素、沉淀素、溶血素、紅斑狼瘡因子、類風濕因子等名稱。4共七十三頁5共七十三頁是具有抗體活性或化學(huxu)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白免疫(miny)球蛋白(Immunoglob

3、ulin, Ig)：抗體非抗體存在形式： 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） B細胞膜上的抗原受體； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) 分泌進入體液,介導體液免疫應答。6共七十三頁抗體是與抗原相對應的一個概念，著重點在 其生物學活性；免疫球蛋白是結(jié)構(gòu)和化學本質(zhì)上的概念；抗體都是免疫球蛋白，免疫球蛋白質(zhì)并非都是抗體，它包括抗體球蛋白、異常(ychng)免疫球蛋白等。如骨髓瘤患者血清中的骨髓瘤蛋白，其化學結(jié)構(gòu)與Ab相似，但無Ab活性，沒有免疫功能，不能稱為Ab。 通常情況(qngkung)下二者可通用。 球蛋白 = 丙種球蛋白 = 抗

4、體分子抗體與免疫球蛋白的關系：7共七十三頁8IgGIgMIgAIgDIgE媽媽(m m)哥哥(g ge)弟弟我保安共七十三頁第二節(jié) 抗體(kngt)的結(jié)構(gòu)9共七十三頁10共七十三頁11共七十三頁12共七十三頁13共七十三頁 抗體分子巨大，含有1000個以上的aa殘基。但各類抗體都具有相似(xin s)的基本結(jié)構(gòu)。即所有抗體都由1個或多個(du )單體組成。單體：由四條多肽鏈和幾對二硫鏈接成的一個基本單位稱為Ig單體。14共七十三頁一、單體(dn t)結(jié)構(gòu)共七十三頁四肽鏈結(jié)構(gòu)所有(suyu)Ig的基本單位都是四條多肽鏈的對稱結(jié)構(gòu)。 重 鏈（heavy chain，H鏈） 其中兩條相同的長鏈稱為重

5、鏈，由446個aa組成， 結(jié)合有不同含量的糖，故Ig屬糖蛋白。輕 鏈（light chain，L鏈） 兩條相同的短鏈稱為輕鏈，由214個aa組成。 重鏈和輕鏈 二硫鍵連接16共七十三頁穩(wěn)定區(qū)與可變區(qū)17共七十三頁穩(wěn)定區(qū)（constant region，C區(qū)） 肽鏈aa組成和排列相對(xingdu)恒定區(qū)域，稱為穩(wěn)定區(qū)，決定著抗體分子的多種生物活性，由L的1/2、H的3/4組成。 根據(jù)H鏈恒定區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為： 重鏈分5類： Ig： IgA IgG IgD IgE IgM 根據(jù)L鏈恒定區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為： 兩型： 、18共七十三頁可變區(qū)（variable region，

6、V區(qū)） 抗體分子肽鏈N-端，L鏈的1/2和H鏈的1/4的aa組成和排列順序多變，故稱可變區(qū)。是識別AD和決定(judng)抗體特異性的部位。19共七十三頁對來自不同B細胞克隆的Ig輕鏈氨基酸序列進行比較，發(fā)現(xiàn)V區(qū)的變化主要集中在3個分別(fnbi)由610個氨基酸殘基組成的狹小區(qū)域內(nèi)。20共七十三頁21共七十三頁超變區(qū)/互補(h b)決定區(qū)框架(kun ji)區(qū)22共七十三頁高變區(qū)與框架區(qū)高變區(qū)（hypervariable region）： 在V區(qū)內(nèi)，重鏈與輕鏈各有3個特殊區(qū)域，在這些區(qū)域aa排列順序變化大大超過V區(qū)的其他部分，這些區(qū)域稱為超變區(qū)或高變區(qū)，又叫互補決定區(qū)(complementa

7、rity-determing region ， CDR)。框架區(qū)（Framework region，F(xiàn)R):維持(wich)超變區(qū)的空間構(gòu)型,FR1,FR2,FR3,FR423共七十三頁每條L鏈和H鏈的高變區(qū)相互作用形成一個單一的抗原結(jié)合位點。每個IgG分子有2個抗原結(jié)合位點，在功能上稱為(chn wi)雙價抗體。24共七十三頁抗原(kngyun)B細胞(xbo)表位 抗體 CDR表位AbAg25共七十三頁抗原(kngyun)與抗體分子之間的非共價鍵 離子鍵范德華引力(ynl)氫鍵疏水鍵 抗原表位 抗原結(jié)合部位 水分子 -C-O-IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII+H-N-

8、=OHH -C=OH-N-26共七十三頁27共七十三頁免疫球蛋白的功能區(qū) H鏈和L鏈上每隔110個氨基酸殘基就通過鏈內(nèi)二硫鍵連接形成跨度約110個氨基酸的環(huán)形結(jié)構(gòu)(jigu)區(qū)域（domain），具有不同的生物學功能，稱為功能區(qū)。 輕鏈包括VL和CL兩個結(jié)構(gòu)域,重鏈含有1個VH和3-4個CH結(jié)構(gòu)域。28共七十三頁IgG、 IgA、 IgD的重鏈有4個功能區(qū)， 分別為VH、CH1、CH2、CH3；IgM和IgE有5個功能區(qū)，即比IgG等多一個CH4。輕鏈只有(zhyu)VL和CL兩個功能區(qū)。29共七十三頁以IgG為例，各功能區(qū)的功能如下：1.VH和VL：結(jié)合(jih)抗原的部位。2.CH1和CL

9、：遺傳標志所在。3.CH2 ：有補體結(jié)合點，參與活化補體。4.CH3：可與細胞表面的Fc受體結(jié)合。30共七十三頁31共七十三頁絞鏈區(qū)（hinge region） CH1和CH2之間，兩個重鏈間二硫鍵連結(jié)處，能自由折疊，可以轉(zhuǎn)動，彈性好，易被各種專一性不同的蛋白酶水解。 當抗體與抗原結(jié)合時，此區(qū)可轉(zhuǎn)動，便于與抗原結(jié)合，另外亦可暴露(bol)CH2上的補體結(jié)合位點。原因：含大量脯氨酸和二硫鍵32共七十三頁Ig分子(fnz)結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化BACK33共七十三頁重鏈輕鏈可變區(qū)恒定(hngdng)區(qū)超變區(qū)骨架(gji)區(qū)鉸鏈區(qū)功能區(qū)34共七十三頁二、抗體的其它(qt)結(jié)構(gòu)J鏈與分泌片35共七十三

10、頁J鏈（joining chain，J鏈） 分子量20KD，內(nèi)含10%糖，富含半胱氨酸，由漿細胞合成。J鏈只有(zhyu)一種，它以二硫鍵的形式共價結(jié)合到Ig的重鏈上。功 能：連接Ig單體形成多聚體。 如IgM-五聚體、sIgA-二聚體36共七十三頁分泌片（Secretory piece，SP） 分子量60-70KD，含6%糖。分泌片由上皮細胞合成和分泌。分泌型IgA所特有的一種特殊結(jié)構(gòu)功能：a.幫助(bngzh)IgA穿越黏膜b.保護sIgA抵抗蛋白酶的水解作用37共七十三頁分泌(fnm)片38共七十三頁三、免疫(miny)球蛋白的水解片段與生物學活性39共七十三頁2個相同的抗原結(jié)合片斷（f

11、ragment antigen binding，F(xiàn)ab)1個Fc片段(pin dun)，即可結(jié)晶片斷（fragment crystallizable， Fc）(一)木瓜(m u)蛋白酶水解：1、酶解位點 H鏈間二硫鍵近N端。2、酶解片斷及其生物學活性40共七十三頁每個Fab片段(pin dun)有一條完整的輕鏈和部分重鏈。具有抗體活性，其結(jié)合抗原的部位在VL及VH功能區(qū)。 Fab單價抗體，能與抗原結(jié)合形成可溶性復合物（不能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？），無可見現(xiàn)象生成（沉淀(chndin)、凝集）。如不加指示劑，則無可見現(xiàn)象。41共七十三頁由CH2和CH3組成(z chn)，容易結(jié)晶。 Fc與抗體的生物學活

12、性有密切關系，如：與補體結(jié)合活化(huhu)補體，與帶Fc受體的細胞（M、B-C、K-C，嗜堿性粒細胞、肥大細胞）結(jié)合，引起各種生物學效應。 42共七十三頁與具有FcR的吞噬細胞結(jié)合，可提高其吞噬能力。免疫學上稱為調(diào)理(tio l)作用，這類抗體稱為調(diào)理素（opsonin）。這類親細胞抗體在與抗原結(jié)合前或后都能與細胞結(jié)合，只是在與抗原結(jié)合后，增加了與細胞的結(jié)合能力。 1. 調(diào)理(tio l)吞噬作用43共七十三頁M抗原調(diào)理素：Wright于1903年觀察到免疫血清能顯著增強(zngqing)白細胞的吞噬作用，并將此種抗體稱為調(diào)理素（opsonin）。44共七十三頁45共七十三頁抗體(kngt)

13、依賴性介導的細胞毒作用（ antibody dependent cell-mediated cytotoxicity）K-C靶細胞細胞(xbo)毒素2.ADCC作用當抗原為細胞且效應細胞為K-C或NK-C等時，靶細胞與相應的抗體結(jié)合，K-C或NK-C可與結(jié)合在靶細胞上的IgG的Fc片段結(jié)合，從而被活化，釋放溶細胞因子，裂解靶細胞。46共七十三頁47共七十三頁 IL-4 肥大細胞或嗜堿性粒細胞Fce R Th2 APCBCRIgE粘膜下腺血小板平滑肌細胞小血管釋放介質(zhì) 變應原 脫顆粒(kl) 致敏肥大細胞或嗜堿性(jin xn)粒細胞產(chǎn)生IgE臨床癥狀 肥大細胞或嗜堿性粒細胞3.引起過敏反應 效

14、應細胞為肥大細胞、嗜堿性細胞時，引發(fā)型過敏反應。BACK記憶性B-C48共七十三頁 B-C的BCR與SIg都能與同一種抗原結(jié)合，兩者之間存在競爭同一種抗原的關系，由SIg結(jié)合的抗原通過與B-C 的Fc受體結(jié)合，導致(dozh)B-C釋放抑制因子，抑制其活化，而抗原與BCR的結(jié)合則導致B-C的活化。4.免疫調(diào)節(jié)作用(zuyng)B-CFc受體BCRAgAgAgAgAgAg49BCR共七十三頁 IgG是唯一(wi y)能通過胎盤的免疫球蛋白，與Fc片段及Fc受體有關。5.與IgG選擇性通過(tnggu)胎盤有關50血型凝集原凝集素A型A抗BB型B抗AAB型A+B無O型無抗A+抗B共七十三頁1.酶解

15、位點 H鏈間二硫鍵近C端2.酶解片斷(pindun) 1個大分子 F(ab)2 幾個小分子 pFc(二)胃蛋白酶(wi dn bi mi)水解51共七十三頁3. 酶解片斷(pindun)的生物學活性 F(ab)2 （1）具有雙價抗體(kngt)活性，因而與抗原結(jié)合能夠形成沉淀，可見現(xiàn)象。 （2）其特性和功能與Fab相同。 pFc 無任何生物活性，為小分子肽，不能結(jié)晶。52共七十三頁克服(kf)了Fc抗原性而帶來的副作用。（三）綜合(zngh)應用Fab片段或F(ab)2片段代替完整抗體試劑。 例如：白喉或破傷風抗毒素經(jīng)胃蛋白酶消化后精制的制劑，可減少超敏反應的發(fā)生,其原因就是去掉了重鏈的Fc段

16、?？朔送暾贵w分子與帶有 Fc受體的細胞結(jié)合引起的非特異反應。闡明Ig的結(jié)構(gòu)及生物活性。53共七十三頁異種(y zhn)抗體：微生物抗體一、根據(jù)(gnj)抗原的來源分類同種抗體：血型抗體自身抗體：異嗜抗體：針對異嗜性抗原產(chǎn)生的抗體 不同種屬生物間存在的共同抗原。如大腸桿菌O86含有人的B血型物質(zhì)，肺炎球菌14型含有人A血型物質(zhì)。如O14與人類直腸粘膜具有共同Ag。第三節(jié)抗體分類54共七十三頁特異性 反應(fnyng)共七十三頁完全抗體： 二價或多價抗體，與抗原結(jié)合，產(chǎn)生可見(kjin)反應。？二、根據(jù)與抗原(kngyun)是否產(chǎn)生可見反應不完全抗體： 只有一個抗原結(jié)合部位。 能與顆?？乖Y(jié)合

17、但不能產(chǎn)生可見凝集性反應，功能上為單價。56共七十三頁 類 類 型 亞型三、根據(jù)理化特性和抗原(kngyun)結(jié)構(gòu)分類57共七十三頁類(class)： 依據(jù)其重鏈C區(qū)的理化(lhu)性質(zhì)及抗原性差異。 Fc段氨基酸組成，約60%不同 重鏈決定Ig的種類。 IgG()、IgA()、IgM ()、 IgD()、IgE()（一）類和亞類58共七十三頁用于抗體的純化可用二抗進行(jnxng)鑒定。 亞類： 類內(nèi)相比又有18%不同。 根據(jù)(gnj)重鏈C區(qū)的微細結(jié)構(gòu)、二硫鍵的位置與數(shù)目、抗原性的不同小鼠： IgG1、IgG2a 、IgG2b、IgG3人： IgG1、IgG2 、IgG3、IgG4 59共

18、七十三頁1.羊抗鼠IgG1 2.羊抗鼠IgG2a 3.羊抗鼠IgG2b 4.羊抗鼠IgG3 5.羊抗鼠IgM 6.羊抗鼠IgG 7.1F9腹水(fshu)雜交瘤細胞(xbo)染色體SP2/0細胞染色體例：氯霉素單克隆抗體制備與鑒定單抗亞類的鑒定60共七十三頁型：（1）根據(jù)輕鏈C區(qū)的抗原性不同，分為、兩個型。（2）每個Ig分子中的兩條輕鏈都是相同的，在一個Ig單體分子上不可能同時(tngsh)出現(xiàn)和兩種輕鏈。亞型：（1）型輕鏈C區(qū)內(nèi)(q ni)氨基酸存在的微小差異，分為 1、2、 3、4四個亞型。（2） 型輕鏈無亞型（二）型和亞型61共七十三頁 Ig是蛋白質(zhì)，因此一種動物的Ig對另一種動物具有抗

19、原性。抗Ig抗體識別的Ig抗原決定簇（epitope）主要(zhyo)有三種：同種型、同種異型和獨特型抗原決定簇。 第四節(jié) Ig的抗原(kngyun)決定簇62共七十三頁同一種屬所有個體的Ig分子共有的抗原特異性標志(biozh)，不同種動物之間則不同，這種表位稱為同種型。1.同種型表位（isotypic epitope）同種型表位在重鏈恒定區(qū)，決定(judng)Ig的類和亞類，是同一種屬內(nèi)所有個體共有的抗原決定簇。輕鏈的同種型表位在其恒定區(qū)，有2種，決定輕鏈的、兩型。63共七十三頁64共七十三頁同一種屬不同個體(gt)間，同一類型的Ig分子所具有的不同的抗原特異性標志。2.同種(tn zhn

20、)異型表位（allotypic epitope）位于輕鏈和重鏈的恒定區(qū)。65共七十三頁66共七十三頁獨特型是指每個Ig分子的V區(qū)肽鏈所具有的抗原(kngyun)特異性標志。3.獨特型表位（idiotypic epitope，Id）獨特位：免疫球蛋白分子上能結(jié)合抗原(kngyun)決定簇的可變區(qū)本身構(gòu)成了一個獨特型表位 這種AD可刺激自身、同種異體、異種動物產(chǎn)生抗體。67共七十三頁獨特型68共七十三頁69共七十三頁獨特型網(wǎng)絡(wnglu)AgAb1AAb1(Ab2)AAAb1(Ab3)AgBAg共七十三頁特點(tdin)71多層次和多獨特型級聯(lián) ID作為自身免疫原，可在同一個體內(nèi)(t ni)觸發(fā)一系列互補的抗獨特