免疫學(xué)免疫球蛋白與抗體

免疫學(xué)免疫球蛋白與抗體第1頁/共62頁1、抗體(Ab)①概念：是B細(xì)胞接受抗原刺激后，活化、增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異結(jié)合的免疫球蛋白。漿細(xì)胞AgB第2頁/共62頁②存在部位：抗體主要存在于血清、組織液和其他外分泌液中。將抗體介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。將含有抗體的血清稱為抗血清或免疫血清。第3頁/共62頁2023/3/142、免疫球蛋白(Ig)①概念指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。②存在形式分泌型（sIg）：抗體，分泌進(jìn)入體液,

介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答。膜型（mIg）：BCR（B細(xì)胞受體)

第4頁/共62頁(1)抗體是生物學(xué)功能上的概念；免疫球蛋白是化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念。(2)抗體都是免疫球蛋白，免疫球蛋白并非都是抗體，它包括抗體球蛋白、異常免疫球蛋白等。

3、抗體與免疫球蛋白的關(guān)系：第5頁/共62頁第一節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)第6頁/共62頁一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)四肽鏈結(jié)構(gòu)：免疫球蛋白呈“Y”字型的四肽鏈，由2條相同長的重鏈（H鏈）和2條相同短的輕鏈（L鏈）通過鏈間二硫鍵連接而成，又稱Ig分子的單體。第7頁/共62頁免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)兩對氨基酸端N羧基端

C第8頁/共62頁

根據(jù)H鏈恒定區(qū)氨基酸的組成和排列順序的差異及其抗原特異性不同，分為α、γ、μ、δ、ε鏈，形成IgA、IgG、IgM、IgD和IgE。1.H鏈第9頁/共62頁

根據(jù)L鏈的結(jié)構(gòu)和抗原特異性不同，可分為k鏈與λ鏈，組成的Ig分別稱為k型Ig與λ型Ig。

天然Ig分子中，重鏈同類，輕鏈同型。2.L鏈第10頁/共62頁

以二硫鍵的形式共價結(jié)合到Ig的H鏈上，將單體Ig分子連接為多聚體。如，二聚體IgA和五聚體IgM。

3.連接鏈（J鏈）第11頁/共62頁五類免疫球蛋白結(jié)構(gòu)示意圖第12頁/共62頁

是由黏膜上皮細(xì)胞分泌的一種含糖的多肽鏈，以非共價形式結(jié)合于IgA二聚體上，并一起被分泌到黏膜表面，具有抵抗蛋白水解酶的作用，保護(hù)sIgA鉸鏈區(qū)。4.分泌片（SP）第13頁/共62頁IgM和SIgA結(jié)構(gòu)示意圖第14頁/共62頁黏膜sIgA的合成和作用部位第15頁/共62頁2023/3/14可變區(qū)（V）——靠近N端H鏈約l/4或1/5和L鏈約1/2的氨基酸的種類、排列順序與構(gòu)型變化很大，稱為H鏈和L鏈的可變區(qū)。V區(qū)為VH和VL。超變區(qū)（HVR）或稱互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determiningregion,CDR）——每條鏈各有3個區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為超變區(qū)或互補(bǔ)決定區(qū)。1.可變區(qū)（V區(qū)）二、免疫球蛋白的分區(qū)第16頁/共62頁第17頁/共62頁或稱CDR第18頁/共62頁第19頁/共62頁Ig的多肽鏈羧基端（C端），H鏈的3/4或4/5（IgE、IgM）和L鏈的1/2氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序、構(gòu)型及含糖量均較穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)（C區(qū)），分別稱為CH和CL。2.恒定區(qū)（C區(qū)）第20頁/共62頁位于CH1與CH2之間富含脯氡酸，不易形成氫鍵且多二硫鍵，因此易伸展彎曲，有利于Ig分子變構(gòu)與抗原決定簇結(jié)合。易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解。3.鉸鏈區(qū)第21頁/共62頁免疫球蛋白的鉸鏈區(qū)及其功能第22頁/共62頁三、免疫球蛋白的功能區(qū)

免疫球蛋白的多肽鏈分子可折疊成幾個由鏈內(nèi)二硫鍵連接成的環(huán)狀球形結(jié)構(gòu)，這些球形結(jié)構(gòu)稱為免疫球蛋白的功能區(qū)。免疫球蛋白的每一個功能區(qū)都是由大約110個氨基酸組成。

第23頁/共62頁（1）重鏈功能區(qū):

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。（3）輕鏈只有VL和CL兩個功能區(qū)。

第24頁/共62頁第25頁/共62頁功能區(qū)示意圖第26頁/共62頁以IgG為例，各功能區(qū)的功能如下：1.VH和VL：識別、結(jié)合抗原的部位。2.CH1和CL：遺傳標(biāo)志所在。3.CH2：有補(bǔ)體結(jié)合點，參與活化補(bǔ)體。4.CH3：與抗體的親細(xì)胞性有關(guān)，可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合，引起超敏反應(yīng)。第27頁/共62頁1、木瓜蛋白酶水解片段：木瓜蛋白酶將Ig分子鉸鏈區(qū)近N端的兩條H鏈裂解：兩個完全相同的抗原結(jié)合片段（Fab段）和一個可結(jié)晶片段（Fc段）四、免疫球蛋白的水解片段第28頁/共62頁1、木瓜蛋白酶的水解作用

二個相同的單價抗原結(jié)合片 段（Fab段）一個可結(jié)晶片段（Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特異性結(jié)合抗原的功能。Fc段保留了同種異型抗原性和Ig相應(yīng)功能區(qū)的生物學(xué)活性（是Ig與免疫分子和效應(yīng)細(xì)胞結(jié)合并作用的部位）。第29頁/共62頁在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈第30頁/共62頁2023/3/142、胃蛋白酶水解片段：胃蛋白酶將H鏈從鏈間二硫鍵近C端處切斷，形成：1個能與抗原特異性結(jié)合的大片段F(ab’)2

一些小分子多肽碎片pFc’第31頁/共62頁1.有利于闡明Ig的結(jié)構(gòu)及生物活性2.有利于生物制品的生產(chǎn)和純化，避免超敏反應(yīng)的發(fā)生。2、胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個與抗原雙價結(jié)合的F（ab’）2段小分子多肽碎片（pFc’）（無生物學(xué)活性）IgG第32頁/共62頁在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈第33頁/共62頁一、IgG二、IgM三、IgA四、IgD五、IgE第二節(jié)各類Ig的特性和功能第34頁/共62頁IgG主要由脾和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成，于出生后3個月開始合成，以單體形式存在于血液和細(xì)胞外液中，是血清和細(xì)胞外液中含量最高的Ig，人類IgG有IgG1~4四個亞類。

一、IgG第35頁/共62頁(1)單體分子；(2)四個亞類；

(3)血清中含量最高的Ig（75％-80％）；(4)半衰期最長（20-23天)；

(5)出現(xiàn)晚,3～5歲達(dá)成人水平。1.一般特性第36頁/共62頁(1)唯一能透過胎盤的Ab（新生兒抗感染）；(2)再次體液免疫應(yīng)答產(chǎn)生的主要Ab、抗感染Ab(具有抗菌、抗病毒、抗毒素和免疫調(diào)理作用)；(2)激活補(bǔ)體（裂解細(xì)胞）；(3)調(diào)理作用（促進(jìn)吞噬）；(4)介導(dǎo)ADCC（細(xì)胞毒作用）；(5)參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)。2.功能第37頁/共62頁2023/3/14

IgM主要是由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成，分為兩種：1、膜結(jié)合型：單體，以膜結(jié)合型表達(dá)于B細(xì)胞表面，是未成熟B細(xì)胞的標(biāo)志，構(gòu)成BCR。2、血清型

：五聚體，天然ABO血型抗體，類風(fēng)濕因子均為血清型IgM。二、IgM第38頁/共62頁

J鏈IgM抗體結(jié)構(gòu)分泌型IgM膜型IgMmIgM

IgaIgbIgaIgbsIgM第39頁/共62頁五聚體的特性1、是分子量最大的，又稱巨球蛋白。因不能通過血管壁，主要在血液中，可以抑制菌血癥。2、合成：個體發(fā)育中最早合成，胎兒發(fā)育晚期即可合成（胎兒時期唯一能自己合成的）?！裟阁w的IgM不能通過胎盤，所以新生兒臍帶血中檢出IgM提示胎兒曾有宮內(nèi)感染?！粞逯蠭gM水平增高，提示有近期感染。3、IgM是免疫應(yīng)答過程中最早出現(xiàn)的抗體，且半衰期較短（5天），檢測IgM水平可用于傳染疾病的早期診斷。4、天然的血型抗體。5、參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)。第40頁/共62頁血清型：單體,主要存在于血清中,占血清免疫球蛋白的10%--15%;分泌型：sIgA，二聚體,主要存在于消化道、生殖道和呼吸道黏膜及初乳、唾液和淚液中。1.類型三、IgA第41頁/共62頁2、SIgA的功能：（1）嬰兒可以從母乳中獲得抗感染所需的SIgA，因此應(yīng)大力提倡母乳喂養(yǎng)。（2）是參與機(jī)體粘膜免疫的主要抗體，主要起局部感染作用第42頁/共62頁IgD主要由扁桃體和脾臟中的漿細(xì)胞產(chǎn)生，在個體發(fā)育中任何時間產(chǎn)生，以單體形式存在于血清中，含量很低（0.3%以下），表達(dá)在B細(xì)胞表面的mIgD是B細(xì)胞成熟的表面標(biāo)志，又是B細(xì)胞的抗原識別受體（BCR）。四、IgD第43頁/共62頁

IgE又稱親細(xì)胞抗體，主要由鼻咽部、扁桃體、支氣管、胃腸道等黏膜中的漿細(xì)胞產(chǎn)生，產(chǎn)生的部位與SIgA相似，是出現(xiàn)最晚的、含量最低的Ig，僅占血清Ig總量的0.02％，介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)。

五、IgE第44頁/共62頁一、結(jié)合抗原二、激活補(bǔ)體三、結(jié)合Fc受體四、穿過胎盤與黏膜第三節(jié)抗體的生物學(xué)作用第45頁/共62頁IgV區(qū)的功能是與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，尤其是CDR區(qū)與抗原決定簇必須吻合，二者的結(jié)合具有互補(bǔ)性、高度特異性。一、結(jié)合抗原第46頁/共62頁抗體的互補(bǔ)決定區(qū)與抗原表位結(jié)合示意圖第47頁/共62頁

人IgGl～3和IgM與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合后，結(jié)合Clq，通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)。

二、激活補(bǔ)體第48頁/共62頁

IgV區(qū)與相應(yīng)抗原結(jié)合后，其Fc段與多種細(xì)胞表面的Fc受體（FcR）結(jié)合，激發(fā)多種不同的生物學(xué)效應(yīng)。（1）調(diào)理作用（Opsonization）（2）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）（3）介導(dǎo)I型變態(tài)反應(yīng)（4）結(jié)合細(xì)菌蛋白三、結(jié)合Fc受體第49頁/共62頁第50頁/共62頁抗體介導(dǎo)的調(diào)理作用第51頁/共62頁ADCC---指IgG類抗體與靶細(xì)胞（腫瘤細(xì)胞或病毒感染細(xì)胞）表面的抗原特異性結(jié)合后，再通過其

Fc段與效應(yīng)細(xì)胞(NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞)的Fc受體結(jié)合，而直接殺傷被抗體捕獲的靶細(xì)胞。第52頁/共62頁NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC作用第53頁/共62頁第54頁/共62頁IgG是唯一能通過胎盤的Ig。使胎兒被動地獲得免疫能力，同樣也可誘發(fā)新生兒溶血病。四、穿過胎盤與粘膜第55頁/共62頁新生兒溶血癥第56頁/共62頁抗體的功能第57頁/共62頁一、多克隆抗體二、單克隆抗體三、基因工程抗體第四節(jié)人工制備抗體的類型第58頁/共62頁一、多克隆抗體多克隆抗體：指由不同