水產(chǎn)動物免疫學(xué)：第三章 抗體-免疫球蛋白

1、 第三章 抗體-免疫球蛋白 主要內(nèi)容 概述 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 五類免疫球蛋白的特性與功能 免疫球蛋白基因及抗體的多樣性 人工制備抗體一、 概述1937年tiselius和kabat 1.抗體（antibody,Ab):機體受到抗原物質(zhì)刺激后，由B淋巴細胞轉(zhuǎn)化為漿細胞產(chǎn)生的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白，這類免疫球蛋白稱為抗體?；靖拍睿?AgB漿細胞抗體2.免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）:具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體分子相似的球蛋白膜型（membrane immunoglobulin， mIg） B細胞膜上的抗原受體分泌型(secreted immunoglo

2、bulin, sIg) 分泌進入體液, 介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答3. Ig與Ab的關(guān)系Ig與Ab的區(qū)別：Ig是化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念，Ab 是生物學(xué)功能的概念。所有的Ab都是Ig，但Ig并非都有抗體活性。IgAb二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（IgG為例）重鏈與輕鏈可變區(qū)和恒定區(qū)鉸鏈區(qū)功能區(qū)其它成分水解片段（一）免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)重鏈（heavy chain，H） 2條輕鏈（light chain，L） 2條H2L2-S-S-二硫鍵連接的四條多肽鏈氨基端和羧基端。 NH2末端-COOH末端根據(jù)輕鏈恒定區(qū)免疫原性不同分為：和兩型根據(jù)重鏈恒定區(qū)免疫原性不同分為：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE五類根據(jù)二硫鍵的不同分

3、成亞類IgG1 IgG2 IgG3 IgG4IgA1 IgA2 1.重鏈與輕鏈各類Ig的特點 1).可變區(qū)（variable region，V區(qū)）：位于Ig分子N端，占輕鏈1/2和重鏈1/4或1/5；不同抗體其IgV區(qū)氨基酸組成和排列有較大差異，并決定抗體與抗原結(jié)合的特異性； * 超變區(qū)（hypervariable region, HVR）：在VL和VH中，某些特定位置的氨基酸殘基的排列順序高度可變，此為HVR。輕、重鏈各有3個HVR。 *互補決定區(qū)（complementarity-determining region, CDR）：超變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結(jié)合的位置，此為CDR。 *

4、骨架區(qū)（framework region, FR）：V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對保守，此為FR。VH和VL各有4個FR。 2).恒定區(qū)（constant region,C區(qū))：位于Ig 分子的C端，占輕鏈1/2和重鏈3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈C區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。介導(dǎo)Ig多種生物學(xué)功能。分為：CH1、 CH2 、CH3 2.可變區(qū)與恒定區(qū)鉸鏈區(qū)位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。3. 鉸鏈區(qū)（二）免疫球蛋白的水解片段與生物活性水解片段胃蛋白酶(pepsi

5、n)裂解IgG：得到一個具有雙價活性的F（ab）2段和若干個小分子多肽碎片（pFc） (水解位點：重鏈間二硫鍵近羧基端處)（三）免疫球蛋白的功能區(qū)Ig的H鏈、L鏈每隔110個氨基酸即由鏈內(nèi)二硫鍵連接形成一個能行使特定功能的環(huán)形球性單位，稱為Ig的結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)(domain)。與抗原特異性結(jié)合的部位某些同種異型遺傳標(biāo)記結(jié)合補體結(jié)合FcRVH-VL:識別和結(jié)合抗原CH1和CL:同種異型的遺傳標(biāo)志 (親子鑒定)CH2:抗體分子的補體結(jié)合位點，IgG可通過胎盤CH3/CH4:與多種細胞表面的Fc受體結(jié)合(免疫調(diào)理)三、五類Ig的特性與功能IgGIgMIgAIgDIgE1. IgG血清含量最多（ 75

6、80% ）半衰期最長是主要的抗感染抗體出生后3個月開始合成，35歲接近成人水平是唯一能通過胎盤的Ig2. IgM分子量最大，稱巨球蛋白（macroglobulin）胚胎晚期即能產(chǎn)生抗原刺激后最先產(chǎn)生半衰期短激活補體能力和凝集能力強3. IgA單體的血清型和雙體的分泌型sIgA是機體粘膜局部抗感染免疫的重要因素初乳中的sIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用4. IgD血清中含量低mIgD構(gòu)成BCRB細胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細胞同時表達mIgM和mIgD5. IgE血清中含量最低的Ig屬親細胞抗體，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)主要由粘膜固有層的漿細胞產(chǎn)生四、免疫球蛋白的生物學(xué)活性1、特異性結(jié)合抗原 是由重鏈及

7、輕鏈的CDR共同構(gòu)成與抗原的表位互補結(jié)合的構(gòu)象。其結(jié)合的特異性由免疫球蛋白V區(qū)的氨基酸組成及空間構(gòu)型決定 。2、激活補體 IgM、IgG13 激活補體經(jīng)典途徑 凝聚的IgA或IgG4 激活補體替代途徑 3、通過與細胞FcR結(jié)合發(fā)揮生物效應(yīng)： 1）調(diào)理作用（opsonization)； Ig Fc段與吞噬細胞表面FcR結(jié)合促吞噬； 2）抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) 3) 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng):IgE 4）人IgG的Fc段與SPA結(jié)合 4、選擇性傳遞 IgG通過胎盤；sIgA穿過粘膜的功能ant

8、ibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) 五、人工抗體的制備多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體(一)、多克隆抗體（polyclonal antibody） 1. 定義：抗原分子通常具有多個抗原決定簇，動物免疫后可刺激多種具有相應(yīng)抗原受體的B細胞發(fā)生免疫應(yīng)答，因而可產(chǎn)生多種針對不同抗原決定簇的抗體。這些由不同B細胞克隆產(chǎn)生的抗體稱為多克隆抗體。 2. 實際意義 （1）預(yù)防、治療感染性疾病（特異性差，可發(fā)生超 敏反應(yīng)） （2）臨床診斷優(yōu)點來源廣泛制備容易缺點特異性不高交叉反應(yīng)（二）、單克隆抗體 隨著在研究上應(yīng)用日益廣泛，對抗體的數(shù)量和質(zhì)量（專一性）要求越來越高。 數(shù)量多傳統(tǒng)的實驗動物馬、 兔等免疫不方便。 質(zhì)量高大動物免疫難以做到 單克隆。單克隆抗體制作過程 用細胞融合技術(shù)獲得單克隆抗體綜合了兩方面優(yōu)勢： 淋巴細胞腫瘤能不斷增值，但沒有產(chǎn)生專一抗體能力。 從脾臟得到淋巴細胞能產(chǎn)生專一抗體，但不能不斷增值。（三）、基因工程抗體 基因工程抗體是通過PCR技術(shù)獲得抗體基因或抗體基因片段，與適當(dāng)載體重組后引入不同表達系統(tǒng)所產(chǎn)