免疫學(xué)第四章免疫球蛋白

免疫學(xué)第四章免疫球蛋白第一頁，共六十四頁，2022年，8月28日授課時間：兩個學(xué)時目的與要求：1．熟悉中樞免疫器官的概念，熟悉淋巴細(xì)胞發(fā)育了解其他功能。2．熟悉外周免疫器官的概念，熟悉淋巴結(jié)、脾臟和MALT的結(jié)構(gòu)和功能，熟悉免疫細(xì)胞在其中的分布和淋巴細(xì)胞再循環(huán)的概念。第二頁，共六十四頁，2022年，8月28日重點：1.免疫球蛋白的概念2.免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)

3.免疫球蛋白的生物學(xué)特性

難點：

1.抗體的異質(zhì)性第三頁，共六十四頁，2022年，8月28日一、概念*免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）：具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體類似的球蛋白。第四頁，共六十四頁，2022年，8月28日*Ig的存在形式分泌型（secretedIg,sIg）：存在血清和組織液中。即為抗體(antibody,Ab)。膜型（membraneIg,mIg）：存在于B細(xì)胞膜上，即為BCR。

第五頁，共六十四頁，2022年，8月28日*Ig的理化性質(zhì) 屬球蛋白在電泳圖譜上大部分抗體活性在球蛋白區(qū)具有異質(zhì)性。第六頁，共六十四頁，2022年，8月28日二、Ig的結(jié)構(gòu)(IgG為例)（一）基本結(jié)構(gòu)*由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過二硫鍵連接而成的四肽鏈分子。第七頁，共六十四頁，2022年，8月28日第八頁，共六十四頁，2022年，8月28日二硫鍵的分布二級結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)第九頁，共六十四頁，2022年，8月28日１．重鏈與輕鏈１）重鏈（heavychain,H鏈）：約450-550氨基酸，分為5種：、、、、。其組成相應(yīng)的五類Ig：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。第十頁，共六十四頁，2022年，8月28日２）輕鏈（lightchain,L鏈）：約210個氨基酸，分為和兩種，據(jù)此Ig分為和兩型；第十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日κ型λ型第十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日2．可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）：位于Ig分子的N端、輕鏈1/2和重鏈1/4或1/5處；其氨基酸序列隨Ig針對的抗原特異性變化而變化，是抗體與抗原特異性結(jié)合的部位。V區(qū)可進(jìn)一步分為超變區(qū)（或者互補決定區(qū)）和骨架區(qū)。第十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日第十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日第十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日*超變區(qū)（HVR

），又稱為互補決定區(qū)（CDR

）：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，稱為HVR。VL和VH各有3個CDR。超變區(qū)乃抗體與抗原表位（AD）特異性（互補）結(jié)合的位置。hypervariableregion,HVRcomplementarity-determiningregion,CDR第十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日*骨架區(qū)（frameworkregion,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。第十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日第十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日第十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日第二十頁，共六十四頁，2022年，8月28日恒定區(qū)（constantregion,C區(qū)）：位于Ig分子的C端、輕鏈1/2和重鏈3/4或4/5處。其氨基酸的組成或排列順序不隨Ig針對的抗原特異性的改變而改變。是Ig介導(dǎo)多種生物學(xué)功能的部位。第二十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日3．鉸鏈區(qū)位于CH1和CH2之間可轉(zhuǎn)動的區(qū)，含豐富的脯氨酸，易伸展彎曲，有利于IgV區(qū)與抗原互補結(jié)合；有利于暴露補體結(jié)合位點；對蛋白酶敏感。IgM和IgE無鉸鏈區(qū)。第二十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日第二十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日4．其它成分J鏈（joiningchain）：由漿細(xì)胞合成，能將單體Ig分子連接為多聚體（如IgM和sIgA）。分泌片（secretorypiece,sp）由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌，以非共價形式結(jié)合在IgA二聚體上，使其成為sIgA。第二十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日二硫鍵J鏈第二十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日分泌片第二十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日（三）Ig的水解片段

1．木瓜蛋白酶（papain）水解片段IgG在木瓜蛋白酶作用下水解為2個Fab段（抗原結(jié)合段）和1個Fc段（可結(jié)晶段）

第二十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日第二十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日2．胃蛋白酶（pepsin）水解片段IgG在胃蛋白酶作用下水解為1個F(ab’)2和一些無活性pFc’片段第二十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日（四）免疫球蛋白的功能區(qū)Ig的多肽鏈分子可折疊成若干個由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形結(jié)構(gòu)。每個球形結(jié)構(gòu)約由110個氨基酸組成，發(fā)揮一定的生理功能，故稱為功能區(qū)（domain）。第三十頁，共六十四頁，2022年，8月28日第三十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日*VH和VL：與抗原表位特異性結(jié)合的部位。*CL和CH1：某些同種異型（allotype）遺傳標(biāo)記。*IgG的CH2、IgM的CH3：補體C1q結(jié)合點,激活補體經(jīng)典途徑。*IgG的CH3、IgM和IgE的CH4：結(jié)合細(xì)胞表面相應(yīng)的FcR，介導(dǎo)不同生物學(xué)效應(yīng)第三十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日三、抗體的異質(zhì)性Ig是一類具有高度異質(zhì)性的球蛋白分子，在結(jié)構(gòu)上Ig分子彼此之間存在差異，這些差異能夠在異種動物、同種異體或在自身體內(nèi)激發(fā)特異性免疫應(yīng)答，產(chǎn)生特異性抗體。第三十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日用血清學(xué)方法（抗原-抗體反應(yīng)）測定和分析的Ig結(jié)構(gòu)差異（抗原性）稱為Ig的血清型。根據(jù)Ig結(jié)構(gòu)差異（抗原表位）存在的部位以及在異種、同種異體或自體中產(chǎn)生免疫的差別，可將Ig的抗原性分為同種型、同種異型和獨特型抗原表位。第三十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日*同種型（isotype）表位：指同一種屬所有個體的Ig分子共有的抗原表位，位于Ig輕鏈和重鏈的C區(qū)。同種型表位能夠刺激異種免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)答。根據(jù)同種型表位的差異，可以將Ig分為不同的類（亞類）型（亞型）。第三十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日*類（class）：根據(jù)CH抗原特異性的不同分為五大類:IgG、IgM、IgA、IgD和IgE*亞類：IgG1-G4；IgA1-A2；IgM1-M2。*型（type）：根據(jù)CL抗原特異性的不同分為兩個型：κ型和λ型*亞型：κ型有亞型第三十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日*同種異型（allotype）表位：指同一種屬不同個體間Ig分子所具有的不同的抗原表位，能夠刺激同種異體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)答。例如人Ig具有Gm、Am、Em、Km標(biāo)記，存在于、、鏈和鏈的C區(qū)，可作為遺傳標(biāo)記。

第三十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日*獨特型（idiotype）表位：指每個Ig分子所特有的抗原表位，又稱為獨特位（idiotope）。能夠刺激自身免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)答，主要存在于V區(qū)。獨特型在異種、同種異體甚至同一個體內(nèi)均可誘生相應(yīng)抗體，即獨特型抗體（AId）。不同抗原表位誘生不同的抗體分子，其V區(qū)彼此不同。

第四十頁，共六十四頁，2022年，8月28日三、Ig的功能（一）V區(qū)的功能V區(qū)的功能是特異性結(jié)合抗原表位。*抗體特異性結(jié)合抗原中和毒素、阻斷病毒感染。*BCR特異性結(jié)合抗原

B細(xì)胞識別抗原。

第四十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日（二）C區(qū)的功能C區(qū)的功能是介導(dǎo)抗體的各種生物學(xué)效應(yīng)1．激活補體*IgM、IgG1-3與抗原結(jié)合成復(fù)合物，激活經(jīng)典途徑。*凝聚的IgA或IgG4可激活補體旁路途徑。第四十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日2．與細(xì)胞表面FcR結(jié)合（1）調(diào)理作用（opsonization）：促進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬被抗體結(jié)合的細(xì)菌等顆粒性抗原。IgFc段與吞噬細(xì)胞表面FcR結(jié)合，促進(jìn)吞噬。第四十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日第四十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）：IgG與靶細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合，效應(yīng)細(xì)胞（NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞）表面FcγR與靶細(xì)胞表面IgG的Fc段結(jié)合，殺傷靶細(xì)胞。第四十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日第四十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日（3）介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)：IgEFc段與肥大細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞表面FcεR結(jié)合，促進(jìn)靶細(xì)胞合成、釋放生物活性物質(zhì)，導(dǎo)致I型超敏反應(yīng)。第四十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日3．穿過胎盤和粘膜*IgG可通過胎盤；sIgA可穿過呼吸道和消化道粘膜，均與其Fc段相關(guān)。第四十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日第四十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日三、五類Ig的特性和功能(一)IgG1．血清中主要抗體成分；易擴(kuò)散；半壽期長；2．出生后3個月開始合成，3-5歲接近成人水平；3．唯一能通過胎盤的Ig，發(fā)揮天然被動免疫功能；第五十頁，共六十四頁，2022年，8月28日4．具有活化補體經(jīng)典途徑的能力（IgG3>IgG1>IgG2）；5．具有調(diào)理作用、ADCC作用，可結(jié)合SPA；6．多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類；7．參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)和某些自身免疫病。第五十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日第五十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日（二）IgM1．五聚體，分子量最大，稱巨球蛋白（macroglohulin）；2．個體發(fā)育中最先出現(xiàn)，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒等）；3．抗原初次刺激機(jī)體時，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig；血清IgM升高說明有近期感染；第五十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日4．有強(qiáng)大激活補體能力，在機(jī)體早期免疫防御中具有重要作用；5．天然血型抗體是IgM；6．未成熟B細(xì)胞僅表達(dá)mIgM，記憶B細(xì)胞mIgM消失；7．參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)及某些自身免疫病。第五十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日第五十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日（三）IgA1．分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA；

2．分泌型IgA主要由粘膜相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生，是機(jī)體粘膜局部抗感染免疫的重要因素。

3．初乳中的SIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用。第五十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日sIgA的合成和主要作用部位在黏膜第五十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日（四）IgD1．血清中含量低，其生物學(xué)作用尚不清楚

2．mIgD可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時表達(dá)mIgM和mIgD。第五十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日（五）IgE1．是血清中含量最低的Ig；

2．主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生；

3．屬嗜細(xì)胞抗體，可與肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞表面FcεR結(jié)合，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)。第五十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日四、人工制備抗體（一）多克隆抗體（polyclonalantibody）*在含多種抗原表位的抗原物質(zhì)刺激下，體內(nèi)多個B細(xì)胞克隆被激活并產(chǎn)生針對不同表位的多種抗體，其混合物即為多克隆抗體（來源于血清）。*特點：來源廣泛，制備容易，但特