第四章免疫球蛋白1

1、什么是免疫球蛋白和抗體，如何產(chǎn)生的2、抗體的基本結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性和功能如何，二者的關(guān)系3、各類免疫球蛋白的生物學(xué)活性與特點(diǎn)目前一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

免疫球蛋白的基本概念一、抗體的發(fā)現(xiàn)與研究二、免疫球蛋白與抗體目前二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)EmilvonBehring1854-1917,NobelPrizein1901fordemonstratingthatcirculatingantitoxinsagainstdiphtheriaandtetanustoxinsconferredimmunity.1890年，培林(vonBehring)和北里(Kitasato)，用白喉毒素免疫動(dòng)物,在血清中獲得能中和白喉毒素的物質(zhì)--抗毒素

抗體的發(fā)現(xiàn)目前三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

抗體與免疫球蛋白的概念——是B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為槳細(xì)胞所產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì),主要存在于血清等體液中，能與相應(yīng)抗原特異性地結(jié)合，發(fā)揮體液免疫功能?？贵w——能與抗原物質(zhì)產(chǎn)生特異結(jié)合的體液中的蛋白分子。免疫球蛋白——具有抗體功能或相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的蛋白分子。分為：分泌型——血液、組織液——Ab膜型——B細(xì)胞表面——BCR目前四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)AntibodyProductionTh2Bcells目前五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)目前六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)四肽鏈結(jié)構(gòu)所有Ig的基本單位都是四條肽鏈的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。兩條重鏈（H）和兩條輕鏈（L）。每條重鏈和輕鏈分為氨基端和羧基端。目前七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)重鏈與輕鏈可變區(qū)與恒定區(qū)H鏈L鏈V區(qū)C區(qū)N端C端二硫鍵鉸鏈區(qū)目前八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)“Y”型，四肽鏈重鏈（5種:、、、、）

輕鏈（2種:、）可變區(qū)（V區(qū)）

超變區(qū)（HVR，3個(gè)，又稱CDR互補(bǔ)決定區(qū)）

骨架區(qū):FR（4個(gè)）恒定區(qū)（C區(qū)）鉸鏈區(qū)目前九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)可變區(qū)

根據(jù)氨基酸排列順序的不同分為可變區(qū)（V）和恒定區(qū)（C）。比較不同抗體V區(qū)的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序特別易變化，這些區(qū)域稱為高變區(qū)。三個(gè)高變區(qū)共同組成Ig的抗原結(jié)合部位，該部位也稱為互補(bǔ)性決定區(qū)目前十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)V區(qū)中CDR之外區(qū)域的氨基酸組成和排列順序相對(duì)不易變化，稱為骨架區(qū)（frameworkregion,FR）。VH或VL各有四個(gè)骨架區(qū)，分別用FR1、FR2、FR3、FR4表示。目前十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)VH:CDR1：29-31CDR2：49-58CDR3：95-102VL:CDR1：28-35CDR2：49-56CDR3：91-98Ig的抗原結(jié)合部位決定著抗體的特異性，負(fù)責(zé)識(shí)別及結(jié)合抗原，從而發(fā)揮免疫效應(yīng)目前十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)高變區(qū)目前十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)恒定區(qū)（C區(qū)）

靠近C基末端的L鏈1/2和H鏈3/4或4/5處AA序列相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，稱為恒定區(qū)（C區(qū)）。分別是CL和CH。不同類Ig的重鏈CH長度不一，同一種屬動(dòng)物中，同一類別Ig分子C區(qū)氨基酸的組成和排列順序比較恒定。不同型（κ或λ）Ig其CL長度基本一致。IgG、IgA、IgD重鏈C區(qū)：CH1、CH2、CH3三個(gè)結(jié)構(gòu)域；IgM、IgE重鏈C區(qū)：CH1、CH2、CH3和CH4四個(gè)結(jié)構(gòu)域。目前二十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)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，能改變兩個(gè)結(jié)合抗原的Y形臂之間的距離，有利于兩臂同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原表位。而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解，產(chǎn)生不同的水解片段。目前二十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前二十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)目前二十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)結(jié)構(gòu)域

Ig分子的每條肽鏈內(nèi)部由二硫鍵相連形成球形的結(jié)構(gòu)稱功能區(qū)/結(jié)構(gòu)域。

每個(gè)結(jié)構(gòu)域一般具有其相應(yīng)的功能，功能雖不同，但其結(jié)構(gòu)相似約由110個(gè)氨基酸組成其氨基酸的序列具有相似性或同源性。目前二十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)Ig二級(jí)結(jié)構(gòu)是由幾股多肽鏈折疊而成的兩個(gè)反向平行的β片層，兩個(gè)β片層中心的兩個(gè)半胱氨酸殘基由一個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵垂直連接，形成β三明治結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定結(jié)構(gòu)域。目前二十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)功能區(qū)的主要功能：

VH和VL---抗原結(jié)合部位；CH1～3和CL---Ig遺傳標(biāo)志所在；CH2(IgG)、CH3(IgM)---C1q結(jié)合部位；CH2～CH3(IgG)---結(jié)合并通過胎盤；CH3(IgG)---FcγR結(jié)合部位；CH4(IgE)---FcεR結(jié)合部位。目前二十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)VHVLCH1CH3CH2CL鉸鏈區(qū)互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域

遺傳標(biāo)志補(bǔ)體結(jié)合部位FcR結(jié)合IgG目前二十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgGIgAIgDIgMIgE五類免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域目前二十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)μ、γ、α、δ、ε

IgMIgGIgAIgDIgE

目前二十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)二、免疫球蛋白的其他成分目前三十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)1.連接鏈（joiningchain，J鏈）：IgM五聚體，IgA雙聚體2.分泌片（secretorypiece,SP）：SIgA

目前三十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)J鏈IgM五聚體目前三十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)J鏈IgA二聚體目前三十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgA二聚體多聚Ig受體IgA的跨越細(xì)胞膜過程（一）

目前三十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)分泌片分泌型IgAIgA的跨越細(xì)胞膜過程（二）

目前三十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解IgG得到兩個(gè)相同的Fab段和一個(gè)Fc段。胃蛋白酶裂解IgG得到一個(gè)具有雙價(jià)活性的F（ab’）2段和若干個(gè)小分子多肽碎片（pFc’）目前三十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

免疫球蛋白的水解片段

1.木瓜蛋白酶（Papain）（將重鏈于近氨基端切斷）

Fab段（fragmentofantigen-binding，抗原結(jié)合片段）Fab段可以與抗原結(jié)合，具有抗體的活性。

Fc段（fragmentcrystalizable，可結(jié)晶片段）

Fc段不能與抗原結(jié)合，但可執(zhí)行Ig的其他生物學(xué)功能。

目前三十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前三十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)2.

胃蛋白酶（Pepsin）（將重鏈于近羧基端切斷）F(ab′)2：可結(jié)合2個(gè)抗原表位。pFc′：無生物學(xué)活性。

目前三十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)木瓜蛋白酶胃蛋白酶FabFcF（ab’）2pFc’免疫球蛋白的水解片段目前四十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

目前四十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)無抗原結(jié)合活性目前四十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白上的抗原決定簇類型同種型（isotypes）——同一物種內(nèi)所有個(gè)體都相同的抗原決定簇同種異型（allotypes）——同一物種內(nèi)不同個(gè)體間不相同的抗原決定簇獨(dú)特型（idiotypes）——同一個(gè)體內(nèi)不同淋巴細(xì)胞克隆間不相同的抗原決定簇目前四十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前四十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)第二節(jié)免疫球蛋白的功能V區(qū)的功能：

主要功能是識(shí)別和特異性的結(jié)合抗原，是V區(qū)特別是HVR（CDR）的空間構(gòu)型所決定Ig單體可結(jié)合兩個(gè)抗原表位，為雙價(jià)Ab+Ag——發(fā)揮免疫效應(yīng)B細(xì)胞膜表面的IgM和IgD是B細(xì)胞識(shí)別抗原的受體目前四十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前四十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)抗體的中和作用目前四十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前四十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

C區(qū)的功能：

激活補(bǔ)體

IgM，IgG1~3+Ag

結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體

調(diào)理作用、ADCC作用、介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)

穿過胎盤和黏膜目前四十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)FabFc固定補(bǔ)體結(jié)合細(xì)胞B結(jié)合抗原目前五十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前五十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgG參與補(bǔ)體的激活目前五十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)固定并激活補(bǔ)體系統(tǒng)IgG結(jié)合并激活補(bǔ)體IgM結(jié)合并激活補(bǔ)體目前五十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)調(diào)理作用（opsonization）：IgG+抗原(顆粒性)

→FcγR（單核、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞）→促吞噬細(xì)胞吞噬；目前五十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)抗原Fc受體吞噬細(xì)胞抗體的免疫調(diào)理作用抗體調(diào)理作用：指抗體和補(bǔ)體通過與吞噬細(xì)胞表面的FcR和補(bǔ)體受體結(jié)合，從而促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌等顆粒性抗原的吞噬作用。目前五十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)BACK目前五十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前五十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)ADCC：IgG+抗原(靶細(xì)胞)→FcγR（NK細(xì)胞）→殺傷靶細(xì)胞。目前五十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前五十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)BACK目前六十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用機(jī)制NK細(xì)胞ADCC：表達(dá)FcR的殺傷細(xì)胞可通過與Ig的Fc段相互作用，定向殺傷結(jié)合有抗體的靶細(xì)胞。Fc受體抗原抗體目前六十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前六十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgE介導(dǎo)的肥大細(xì)胞激活I(lǐng)gEFcRI肥大細(xì)胞過敏介質(zhì)變應(yīng)原目前六十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)BACK目前六十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前六十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)分泌型IgA(SIgA)經(jīng)腸道上皮細(xì)胞分泌至黏膜表面基底側(cè)黏膜腔目前六十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前六十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgG于出生后3個(gè)月開始合成IgG多為單體，半衰期約為23天，占血清免疫球蛋白總量的75%～80%IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體一、IgG第三節(jié)五類免疫球蛋白的特性與功能目前六十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)IgG是唯一能通過胎盤的抗體通過Fc段與吞噬細(xì)胞表面FcR結(jié)合，發(fā)揮調(diào)理作用；與NK細(xì)胞結(jié)合，發(fā)揮ADCC作用；與葡萄球菌A蛋白結(jié)合。具有抗菌、抗毒和抗病毒作用參與II、III型超敏反應(yīng)四個(gè)亞類目前六十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)二、IgM

1.五聚體，分子量最大(900kd)，又稱巨球蛋白；2.人類發(fā)育過程中最早合成的Ig；3.體液免疫應(yīng)答最先產(chǎn)生的Ig—感染早期免疫；4.占血清Ig含量的5～10%；5.半衰期5天—血清中特異性IgM水平增高提示有近期感染；6.激活補(bǔ)體；7.IgM不能通過胎盤→臍帶血或新生兒血清中IgM水平升高表明胎兒有宮內(nèi)感染；8.B細(xì)胞膜IgM（mIgM）→體液免疫應(yīng)答；目前七十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)分為血清型和分泌型兩種，血清型IgA主要由腸系膜淋巴組織中的漿細(xì)胞產(chǎn)生。而分泌型IgA（SIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等處的固有層中漿細(xì)胞產(chǎn)生。主要存在于初乳、唾液、淚液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜三、IgA目前七十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前七十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)分泌型IgA(SIgA)經(jīng)腸道上皮細(xì)胞分泌至黏膜表面目前七十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

四、IgD

1.單體分子2.存在形式：分泌性—血清中，功能不清；膜結(jié)合性—B細(xì)胞表面,3.意義（1）是B細(xì)胞成熟的重要標(biāo)志；（2）抗原受體，對(duì)B細(xì)胞活化、增殖和分化起調(diào)節(jié)作用；4.占血清Ig含量的1%；5.半衰期3天。目前七十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)

五、IgE1.單體分子；

2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.種系進(jìn)化中出現(xiàn)最晚；4.呼吸道和胃腸道漿細(xì)胞產(chǎn)生；5.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)；6.過敏性疾病和某些寄生蟲感染患者血清中特異性IgE水平增高。目前七十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)再次接觸過敏原目前七十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)BACK目前七十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前七十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前七十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前八十頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)各類免疫球蛋白比較目前八十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)第五節(jié)單克隆抗體和基因工程抗體一、多克隆抗體（polyclonalantibody）

1.定義：抗原分子通常具有多個(gè)抗原決定簇，動(dòng)物免疫后可刺激多種具有相應(yīng)抗原受體的B細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答，因而可產(chǎn)生多種針對(duì)不同抗原決定簇的抗體。這些由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗體稱為多克隆抗體（polycolonalantibody,PcAb）。

2.實(shí)際意義（1）預(yù)防、治療感染性疾?。ㄌ禺愋圆?，可發(fā)生超敏反應(yīng)）（2）臨床診斷目前八十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)二、單克隆抗體（monoclonalantibody,McAb）

1.定義：由單一克隆B細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生的、只識(shí)別抗原分子某一特定抗原決定簇的、具有高度特異性的抗體。每種單克隆抗體其類、亞類、型及親和力完全相同，具有高度均一性。2.特點(diǎn)具有高度均一性。3.雜交瘤細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞—無限增殖；免疫B細(xì)胞—合成、分泌特異性抗體。4.雜交瘤技術(shù)

HAT培養(yǎng)基：次黃嘌(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。目前八十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)目前八十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)BA骨髓瘤細(xì)胞融合細(xì)胞A融合細(xì)胞B細(xì)胞融合融合細(xì)胞A融合細(xì)胞A融合細(xì)胞A融合細(xì)胞B融合細(xì)胞B融合細(xì)胞B篩選,克隆建株小鼠脾細(xì)胞:含各種B細(xì)胞克隆體外可無限增殖單克隆抗體A單克隆抗體B目前八十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十七點(diǎn)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