免疫球蛋白1課件

1、概述抗體（antibody，Ab）：B 細(xì)胞識別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，是能與抗原發(fā)生高特異性和高親和性結(jié)合的糖蛋白。主要存在于血清等體液中，也被稱為“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)與抗體相似的球蛋白。免疫球蛋白可分為分泌型（secreted Ig，sIg）和膜型（membrane Ig，mIg）。免疫球蛋白第1頁/共58頁概述抗體（antibody，Ab）：B 細(xì)胞識別抗原后增殖分第2頁/共58頁第2頁/共58頁第1節(jié) 免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)免疫去蛋白的立體結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的水解片段第

2、3頁/共58頁第1節(jié) 免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)第3頁/共免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu) 四肽鏈分子，即由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過鏈間二硫鍵連接而成的免疫球蛋白單體，呈“Y”形。 第4頁/共58頁免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)第4頁/共58頁第5頁/共58頁第5頁/共58頁重鏈和輕鏈重鏈（heavy chain，H鏈）：約含450550個氨基酸殘基根據(jù)H鏈恒定區(qū)抗原性的差異可將其分為、 五類；與L鏈組成完整的Ig分子，分別稱為IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。 亞類：鉸鏈區(qū)氨基酸的組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置不同。IgG1-4, IgA1, 2輕鏈（light chain，L鏈）：約由

3、214個氨基酸殘基組成；分為和兩型。人：約2：1。第6頁/共58頁重鏈和輕鏈重鏈（heavy chain，H鏈）：約含450可變區(qū)和恒定區(qū)通過分析不同免疫球蛋白重鏈和輕鏈的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)重鏈和輕鏈靠近N端的約110氨基酸的序列變化很大，稱為可變區(qū)（variable region，V區(qū) ）靠近C端的其余氨基酸序列相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)（constant region，C區(qū)）第7頁/共58頁可變區(qū)和恒定區(qū)通過分析不同免疫球蛋白重鏈和輕鏈的氨基酸序列，可變區(qū) V區(qū)位于Ig分子的N端，約占輕鏈的1/2（VL）和重鏈（VH）的1/4或1/5；該區(qū)氨基酸的組成和排列順序隨抗體的不同而有較大的變異，故稱可變

4、區(qū)；它決定了抗體與抗原結(jié)合的特異性。第8頁/共58頁可變區(qū) V區(qū)位于Ig分子的N端，約占輕鏈的1/2（VL）和可變區(qū) 在VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成與排列具有更高的變化程度，此為高變區(qū)（hypervariable region, HVR）。高變區(qū)即是抗體與抗原（決定簇）特異性結(jié)合的位置，又稱為互補決定區(qū)（complementarity-determining region, CDR）。免疫球蛋白的獨特型決定基也在該區(qū)域。第9頁/共58頁可變區(qū) 在VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成與排列具有更可變區(qū)（三）在V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對比較保守，稱為骨架區(qū)（framework

5、 region）。第10頁/共58頁可變區(qū)（三）在V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對比較保恒定區(qū)C區(qū)位于Ig分子的C端，約占輕鏈的1/2（CL）和重鏈的3/4或4/5（CH）在同一種屬動物中，同一類別Ig重鏈和同一型輕鏈的C區(qū)氨基酸組成和排列順序比較恒定，故稱恒定區(qū)第11頁/共58頁恒定區(qū)C區(qū)位于Ig分子的C端，約占輕鏈的1/2（CL）和重鏈結(jié)構(gòu)域 構(gòu)成: Ig 每條肽鏈可折疊成幾個球形功能區(qū)，或結(jié)構(gòu)域。Ig分子每一肽鏈內(nèi)部由大約110個氨基酸形成一個亞單位，氨基酸的序列具有相似性或同源性，其內(nèi)由鏈內(nèi)二硫鍵構(gòu)成肽環(huán)，稱為功能區(qū)。第12頁/共58頁結(jié)構(gòu)域 構(gòu)成: Ig 每條肽鏈可折疊成幾個

6、球形功能區(qū)，或結(jié)結(jié)構(gòu)域 功能：（1）VL和VH是與抗原結(jié)合的部位； （2）CH和CL具有某些同種異型（allotype）的遺傳標(biāo)記； （3）IgG的CH2 和IgM的CH3具有補體結(jié)合位點啟動補體經(jīng)典激活途徑；（4）IgG可通過胎盤；（5）IgG的CH3可與多種細(xì)胞膜表面的FcR結(jié)合，介導(dǎo)不同生物學(xué)效應(yīng)。第13頁/共58頁結(jié)構(gòu)域 功能：第13頁/共58頁鉸鏈區(qū)并非獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括重鏈鏈間二硫鍵。該區(qū)富含脯氨酸（構(gòu)成膠原纖維的重要成分），具柔韌性，不形成螺旋，易于伸展、轉(zhuǎn)動。特點：使可變區(qū)的抗原結(jié)合點盡量與兩個抗原決定簇發(fā)生互補使Ig變構(gòu)，暴露補體結(jié)合點對蛋白酶敏感，I

7、g被水解易在此區(qū)發(fā)生裂解第14頁/共58頁鉸鏈區(qū)并非獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括重鏈鏈間第15頁/共58頁第15頁/共58頁免疫球蛋白的立體結(jié)構(gòu)第16頁/共58頁免疫球蛋白的立體結(jié)構(gòu)第16頁/共58頁第17頁/共58頁第17頁/共58頁第18頁/共58頁第18頁/共58頁第19頁/共58頁第19頁/共58頁免疫球蛋白的其他成分第20頁/共58頁免疫球蛋白的其他成分第20頁/共58頁J鏈和分泌片 J鏈（joining chain）：存在于二聚體分泌型IgA和五聚體IgM中。分子量約15KD；富含半胱氨酸。 作用：穩(wěn)定多聚體。分泌片（secretory component，SC）或分

8、泌片（secretory piece，SP）：分泌型IgA上的一個輔助成分，分子量約 75KD，由粘膜上皮細(xì)胞合成，并在IgA二聚體形成后通過二硫鍵連接到免疫球蛋白分子上，分泌至粘膜表面。 作用：穩(wěn)定分泌型IgA的結(jié)構(gòu)，使之避免蛋白酶的消化水解作用。 第21頁/共58頁J鏈和分泌片 J鏈（joining chain）：存在于二聚第22頁/共58頁第22頁/共58頁分泌片：由粘膜上皮細(xì)胞合成的一條多肽鏈，是上皮細(xì)胞膜上的多聚Ig受體的胞外區(qū)部分，為分泌型IgA產(chǎn)生所必需，可保護sIgA免受蛋白酶的水解破壞。第23頁/共58頁分泌片：第23頁/共58頁免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解片段胃蛋白酶

9、水解片段第24頁/共58頁免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解片段第24頁/共58頁第25頁/共58頁第25頁/共58頁第2節(jié) 抗體的異質(zhì)性抗體可變區(qū)的異質(zhì)性抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的獨特型第26頁/共58頁第2節(jié) 抗體的異質(zhì)性抗體可變區(qū)的異質(zhì)性第26頁/共58頁抗體可變區(qū)的異質(zhì)性理論上，每一種抗原表位可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種特異性抗體。第27頁/共58頁抗體可變區(qū)的異質(zhì)性理論上，每一種抗原表位可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種特異抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的類型類(class): 重鏈、相對應(yīng)的免疫球蛋白：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。亞類：同一類免疫球蛋白重鏈的抗原性及二硫鍵數(shù)目和位置不同可分為亞類。Ig

10、G1-4；IgA1、IgA2；IgM1、IgM2。型：輕鏈C區(qū)抗原性不同而分為、兩型。亞型：輕鏈C個別氨基酸殘基的差異，又可分為1、2、3、4亞型。免疫球蛋白的異質(zhì)性第28頁/共58頁抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的類型免疫球蛋白的異質(zhì)性第28頁免疫球蛋白的獨特型獨特型（Id）：同一種屬、同一個體來源的抗體分子，由于其CDR區(qū)的氨基酸序列不同所顯示出的免疫原性。BCR、TCR也有獨特型表位。高變區(qū)、獨特型指的是同一種物質(zhì)。 AId：獨特型表位在異種、同種異體甚至同一個體均能刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。第29頁/共58頁免疫球蛋白的獨特型獨特型（Id）：同一種屬、同一個體來源的同種異型獨特型第30頁/

11、共58頁同種異型獨特型第30頁/共58頁獨特型和抗獨特型抗體的類別個體獨特型、共有獨特型Ab2、Ab2、Ab2、Ab2Ab2：抗原非抑制性Ab2：半抗原抑制性Ab2：雙特異性抗體Ab2：完全抑制抗原與Id結(jié)合。外源性抗原在機體免疫系統(tǒng)中的“內(nèi)影像”。第31頁/共58頁獨特型和抗獨特型抗體的類別個體獨特型、共有獨特型第31頁/共獨特型和抗獨特型網(wǎng)絡(luò)閉合型、多層次的級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Id-AId在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。第32頁/共58頁獨特型和抗獨特型網(wǎng)絡(luò)閉合型、多層次的級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Id-AId在獨特型和獨特型網(wǎng)絡(luò)免疫調(diào)節(jié)第33頁/共58頁獨特型和獨特型網(wǎng)絡(luò)免疫調(diào)節(jié)第33頁/共58頁第3節(jié) 免疫球蛋白的生物

12、合成與表達(dá)膜型Ig與分泌型Ig的轉(zhuǎn)變B細(xì)胞活化后Ig重鏈C區(qū)轉(zhuǎn)換：class switch; T細(xì)胞及T細(xì)胞因子第34頁/共58頁第3節(jié) 免疫球蛋白的生物合成與表達(dá)膜型Ig與分泌型Ig的轉(zhuǎn)變第4節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性免疫球蛋白的主要生物學(xué)功能各類免疫球蛋白的特性和作用第35頁/共58頁第4節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性免疫球蛋白的主要生物學(xué)功能第3免疫球蛋白的功能識別并特異性結(jié)合抗原激活補體結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體穿過胎盤和黏膜第36頁/共58頁免疫球蛋白的功能識別并特異性結(jié)合抗原第36頁/共58頁Ig V區(qū)的功能（一） 識別并特異性結(jié)合抗原中和毒素中和病毒抑制細(xì)菌粘附 到宿主細(xì)胞 B細(xì)胞表面的

13、IgM和IgD是識別抗原的受體免疫球蛋白的功能第37頁/共58頁Ig V區(qū)的功能（一） 識別并特異性結(jié)合抗原中和毒素免疫球蛋Ig V區(qū)的功能（二）免疫調(diào)節(jié)超抗體的活性：自身免疫性疾病和抗感染免疫第38頁/共58頁Ig V區(qū)的功能（二）免疫調(diào)節(jié)第38頁/共58頁Ig C 區(qū)的功能第39頁/共58頁Ig C 區(qū)的功能第39頁/共58頁激活補體 C區(qū)經(jīng)典途徑免疫球蛋白的功能第40頁/共58頁激活補體 C區(qū)經(jīng)典途徑免疫球蛋白的功能第40頁/共58頁結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體 C區(qū)調(diào)理作用 (opsonization)抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 (ADCC)介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)免疫球蛋白的功能第41頁/共5

14、8頁結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體 C區(qū)調(diào)理作用 (opsonizat第42頁/共58頁第42頁/共58頁第43頁/共58頁第43頁/共58頁第44頁/共58頁第44頁/共58頁穿過胎盤和黏膜 C區(qū)在人類IgG是唯一可通過胎盤從母體進入胚胎的抗體。胎盤母體一側(cè)的滋養(yǎng)層細(xì)胞表達(dá)一種特異性IgG結(jié)合蛋白，稱為FcR。IgG可選擇性地與FcR結(jié)合，從而轉(zhuǎn)移到滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)，并主動進入胎兒血循環(huán)中。是一種重要的自然被動免疫機制，對于新生兒抗感染有重要作用。sIgA可通過呼吸道和消化道黏膜免疫球蛋白的功能第45頁/共58頁穿過胎盤和黏膜 C區(qū)在人類IgG是唯一可通過胎盤從母體進入五類免疫球蛋白的特性與功能IgGI

15、gMIgAIgDIgE第46頁/共58頁五類免疫球蛋白的特性與功能IgG第46頁/共58頁第47頁/共58頁第47頁/共58頁IgG是血清中含量最高的抗體成分，占血清Ig總量的75，且以單體存在，為再次免疫應(yīng)答中的主要抗體。參與調(diào)理作用、ADCC、活化補體等作用，是唯一能通過胎盤的抗體，發(fā)揮自然被動免疫功能。結(jié)合SPA。多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬于IgG類，在免疫防御中具有重要作用。第48頁/共58頁IgG是血清中含量最高的抗體成分，占血清Ig總量的75，且IgM為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macroglobulin）。 是生物進化與個體發(fā)育過程中最先出現(xiàn)的Ig。 在抗原初次刺激

16、機體時，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig。有強的補體激活能力和調(diào)理作用，在機體早期免疫防御中具有重要作用。 膜表面IgM是B細(xì)胞抗原識別受體的主要成分，只表達(dá)mIgM是B細(xì)胞發(fā)育未成熟的標(biāo)志。天然的血型抗體為IgM。 第49頁/共58頁IgM為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macroglobIgA分泌型IgA（secretory IgA, SIgA）是由J鏈連接的雙體和分泌片組成；主要存在于多種外分泌液中，是參與粘膜局部免疫的最重要因素（阻抑胃腸道或呼吸道中相應(yīng)病原微生物對靶細(xì)胞的粘附，中和細(xì)菌毒素等）； 初乳中的分泌型IgA可對嬰兒發(fā)揮自然被動免疫作用。 第50頁/共58頁IgA第50頁/共58頁第

17、51頁/共58頁第51頁/共58頁IgD在血清中含量低，不到血清總Ig的1%，其生物學(xué)作用尚不清楚。 B細(xì)胞膜表面IgD是B細(xì)胞發(fā)育成熟的標(biāo)志。 第52頁/共58頁IgD在血清中含量低，不到血清總Ig的1%，其生物學(xué)作用尚不IgE 是血清中含量最低的一類Ig，僅占血清總Ig的0.002%，對熱敏感； 屬于親細(xì)胞抗體，可與嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞表面IgE Fc受體(FcRI)結(jié)合，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)的發(fā)生； 抗寄生蟲免疫中介導(dǎo)ADCC作用，殺傷寄生蟲。 第53頁/共58頁IgE 是血清中含量最低的一類Ig，僅占血清總Ig的0.00第5節(jié) 免疫球蛋白基因超家族與Ig結(jié)構(gòu)相似、遺傳基因同源的蛋白分子，主要以膜蛋白的形式存在于細(xì)胞膜表面，有識別和傳遞信號的功能，稱為免疫球蛋白超家族（IgSF），編碼IgSF 的基因稱為免疫球蛋白基因超家族。 表2-2第54頁/共58頁第5節(jié) 免疫球蛋白基因超家族與Ig結(jié)構(gòu)相似、遺傳基因同源的蛋第6節(jié)人工制備抗體多克隆抗體（pAb）：動物免疫血清、恢復(fù)期病人血清、免疫接種人群血清。單克隆抗體（mAb）：針對單一表位。雜交瘤技術(shù)?；蚬こ炭贵w：重組抗體。第55頁/共58頁第6節(jié)人工制備抗體多克隆抗體（pAb）：動物免疫血清、恢復(fù)單克隆