第3講免疫球蛋白(第4章)

[目的要求]1.掌握免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、酶解片段，各類免疫球蛋白的生物學(xué)特性與功能，單克隆抗體的概念及特點(diǎn)。2.熟悉免疫球蛋白V區(qū)和C區(qū)的功能。3.了解多克隆抗體與單克隆抗體的制備方法。本文檔共58頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分一、基本概念1、抗體（antibody，Ab）——指B細(xì)胞接受抗原刺激后增殖、分化成漿細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋白，主要存在于血清等體液中，通過與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，發(fā)揮體液免疫功能。這個概念主要是從生物學(xué)功能上講本文檔共58頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分抗體球蛋白主要分布在區(qū)，但抗體≠球蛋白

本文檔共58頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分2．免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）——具有抗體活性、或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。免疫球蛋白是從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講抗體都是Ig，而Ig不一定都是抗體本文檔共58頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分免疫球蛋白(Ig)①分泌型Ig---主要存在于血液及組織液中，發(fā)揮各種免疫功能。②膜型Ig---構(gòu)成了B細(xì)胞表面的抗原受體。本文檔共58頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者Ig基因結(jié)構(gòu)Tonegawa1987單克隆抗體Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫測定Yalow1977抗體分子結(jié)構(gòu)Edelman&Poter1972抗體生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治療vonBering1901本文檔共58頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（抗體的結(jié)構(gòu)）(一)基本結(jié)構(gòu)（Ig單體）1、分子組成與構(gòu)型四鏈結(jié)構(gòu)。由兩對相同的多肽鏈借鏈間二硫鍵連接形成“Y”字形結(jié)構(gòu)。Ig=2×(重鏈+輕鏈)本文檔共58頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分2、重鏈（H鏈）

由450-550個氨基酸殘基組成，分子量約50-75kD。H鏈：,,,,.

(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg的類重鏈的免疫原性因其恒定區(qū)的氨基酸組成和排列順序不同而異。本文檔共58頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分Ig亞類就同一類Ig，據(jù)其鉸鏈區(qū)的氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置的差異，又可分為不同的亞類。IgG可分為IgG1-IgG4；IgA可分為IgA1和IgA2。本文檔共58頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分3、輕鏈(L鏈)①同一個Ig分子的兩條輕鏈同型，兩條重鏈同類。②同一類Ig分子中既有型、又有型。由214個氨基酸殘基組成，分子量約25kD。據(jù)其免疫原性不同分為、兩個型。本文檔共58頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分(二)Ig肽鏈的分區(qū)1.可變區(qū)(V區(qū))2.恒定區(qū)(C區(qū))N端C端variableregion

constantregion本文檔共58頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分3.可變區(qū)(V區(qū))

和恒定區(qū)(C區(qū))可變區(qū)：Ig靠N段，L鏈的1/2，H鏈的1/4，這個區(qū)的氨基酸種類和排列順序隨抗體特異性不同而有所變化，稱為可變區(qū)（V區(qū)）。輕鏈及重鏈的可變區(qū)簡稱為VL及VH。而余下區(qū)域，其氨基酸順序相對穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)（C區(qū)）

本文檔共58頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分骨架區(qū)（FR）——除HVR區(qū)外的其它區(qū)域，其氨基酸的組成及排列順序相對變化不大，一般有4個FR區(qū)。高變區(qū)(hypervariableregions，HVR)

——在VL及VH各有3個區(qū)域氨基酸組成和排列順序高度可變。本文檔共58頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分高變區(qū)(hypervariableregions，HVR)

又稱為互補(bǔ)決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)。在L鏈、H鏈的V區(qū)中各有3個高變區(qū)，兩條肽鏈的6個高變區(qū)共同構(gòu)成抗原結(jié)合部位，能與相應(yīng)抗原表位特異性結(jié)合，決定了抗體的特異性。

HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3變化程度最高。本文檔共58頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分恒定區(qū)(C區(qū))

C-末端1/2L+3/4(4/5)H該肽段的氨基酸序列在同一種屬動物的同一類Ig中都比較恒定

針對不同抗原的同一種屬同一類別的Ig，其V區(qū)不同，C區(qū)相同IgG、IgA和IgD----有CHl、CH2和CH3三個結(jié)構(gòu)域，IgM和IgE-----------有CHl、CH2、CH3和CH4四個結(jié)構(gòu)域。針對同一抗原表位的不同類別的Ig

，其V區(qū)相同，C區(qū)不同。本文檔共58頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分3、鉸鏈區(qū)VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabHingeregionFcCOO–NH3+⊕位于重鏈的CH1與CH2之間，包括H鏈間的二硫鍵；⊕富含脯氨酸,極富彈性；⊕有利于Ab與Ag的結(jié)合；⊕對蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE無鉸鏈區(qū)。

本文檔共58頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分

Ig分子H鏈、L鏈中大約有110個氨基酸構(gòu)成的多肽鏈，因具有某種生物學(xué)功能成為功能區(qū)，是一種鏈內(nèi)二硫鍵鏈接的球形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)域功能雖不相同，但結(jié)構(gòu)相似。*H鏈:VH、CH1、CH2、CH3、(CH4)*L鏈:VL、CL4、結(jié)構(gòu)域本文檔共58頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分Ig功能區(qū)的功能VH+VL一個抗原結(jié)合位點(diǎn)——結(jié)合抗原CH+CL種屬型標(biāo)志——Ig的免疫原性(IgG)CH2(IgM)CH3(IgG)CH2C1q的結(jié)合位點(diǎn)——結(jié)合補(bǔ)體結(jié)合胎盤ＦcRn——介導(dǎo)IgG通過胎盤(IgG)CH3結(jié)合FcR——調(diào)理作用(MC,M,B,NK)ADCC(IgE)CH2+CH3結(jié)合FcR——I型超敏反應(yīng)(肥大細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞)本文檔共58頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分這些結(jié)構(gòu)域的二級結(jié)構(gòu)是由多股多肽鏈折疊形成的兩個反向平行的β片層—免疫球蛋白折疊。許多膜型和分泌型分子也含有該類結(jié)構(gòu)，這些分子被統(tǒng)稱為：“免疫球蛋白超家族”本文檔共58頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分(三)免疫球蛋白的輔助成分1、J鏈(joiningchain)

由漿細(xì)胞合成的一富含半胱氨酸的多肽鏈；主要功能：將單體Ig分子連接成為多聚體，即參與IgA二聚體和IgM五聚體的連接。

2、分泌片(secretorypiece,SP)

▽保護(hù)SIgA免受蛋白水解酶降解；▽介導(dǎo)IgA轉(zhuǎn)運(yùn)到粘膜表面。是SIgA分子上的一個輔助成分。

由粘膜上皮細(xì)胞合成本文檔共58頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分(四)Ig的酶解片段本文檔共58頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分1、IgG的木瓜蛋白酶水解片段IgG2FabFc木瓜蛋白酶十本文檔共58頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分fragmentofantigenbinding①中文：抗原結(jié)合片段Fab②組成：一條完整的L鏈和一條H鏈N端1/2L+(VH+CH1)③功能：結(jié)合抗原抗原結(jié)合價(jià)=1（單價(jià)）本文檔共58頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分crystallizablefragment①中文：可結(jié)晶片段。(2)Fc

②組成：二條H鏈C端1/2（即CH2+CH3，包括鉸鏈區(qū)）。③功能：無抗原活性，是Ig與效應(yīng)分子（如補(bǔ)體）或細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等）相互作用的部位。本文檔共58頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分2、IgG胃蛋白酶水解片段IgGF(ab’)2pFc胃蛋白酶十本文檔共58頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分由兩個Fab片段加鉸鏈區(qū)組成，抗原結(jié)合價(jià)=2。F(ab’)2本文檔共58頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分三、抗體的功能VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabFcCOO–NH3+V區(qū):識別并特異性結(jié)合抗原在體內(nèi)：中和外毒素和病毒；阻斷病原黏附和入侵在體外：抗原抗體結(jié)合反應(yīng)可用于免疫學(xué)診斷C區(qū)1.激活補(bǔ)體2.結(jié)合Fc受體調(diào)理作用(opsonization)介導(dǎo)ADCC介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)3.穿越胎盤(IgG)穿過黏膜(sIgA)本文檔共58頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分中和作用本文檔共58頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑，溶解靶細(xì)胞本文檔共58頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分調(diào)理促吞噬作用本文檔共58頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分

FcRantibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用AbEffectorcellTargetcell具有殺傷活性的細(xì)胞(如NK細(xì)胞)通過其表面表達(dá)的Fc受體結(jié)合包被于靶細(xì)胞(細(xì)菌或腫瘤細(xì)胞)上抗體IgG的Fc段，直接殺傷靶細(xì)胞。ADCC本文檔共58頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分ADCC本文檔共58頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分穿過胎盤和粘膜本文檔共58頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分調(diào)理作用激活補(bǔ)體介導(dǎo)ADCC穿過胎盤和粘膜中和病毒和毒素本文檔共58頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分四、五類免疫球蛋白的特性與作用IgGIgMIgAIgDIgE本文檔共58頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgG(1)一般特性(2)免疫效應(yīng)作用①單體Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)③半衰期最長(20~23天)①調(diào)理作用②ADCC③激活補(bǔ)體(IgG1、2、3)④通過胎盤(IgG1、3、4)⑤中和作用②血清中含量最多④親和力高

本文檔共58頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgM(1)血清IgM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)合成時(shí)間：是最早合成的Ig①五聚體②分子量最大③有CH4，無鉸鏈區(qū)(3)產(chǎn)量低，在體內(nèi)維持的時(shí)間較短，消失快①個體發(fā)育中——最早產(chǎn)生②抗原刺激后——最早產(chǎn)生本文檔共58頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgM(4)免疫效應(yīng)作用(5)意義①激活補(bǔ)體②發(fā)揮早期抗感染作用①人類天然ABO血型抗體為IgM②免疫學(xué)診斷(宮內(nèi)感染和早期感染)(6)mIgM是單體，為B細(xì)胞抗原受體(BCR)的主要成分本文檔共58頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgA(1)分子組成與分布(2)分泌型IgA的免疫效應(yīng)作用①血清型IgA：為單體分子①黏膜局部抗感染作用②自然被動免疫作用，即嬰兒從母乳中獲得sIgA②分泌型IgA:為二聚體本文檔共58頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgD血清IgD的確切功能尚未清楚膜結(jié)合型IgD(mIgD)是BCR的重要組成成分。mIgD是B細(xì)胞分化成熟的標(biāo)志成熟的B細(xì)胞表面抗原受體為mIgM+mIgD

未成熟的B細(xì)胞表面僅表達(dá)mIgM

活化B細(xì)胞或記憶B細(xì)胞表面的mIgD逐漸消失

本文檔共58頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分IgE(1)合成與分布(2)特性單體①與I型超敏反應(yīng)有關(guān)有CH4、無鉸鏈區(qū)(3)意義②參與抗寄生蟲感染對肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞有親嗜性

血清含量最低,主要由黏膜下淋巴細(xì)胞分泌本文檔共58頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分五、人工制備抗體⊕多克隆抗體(polyclonalantibody,PAb)

⊕單克隆抗體(monoclonalantibody,mAb)

本文檔共58頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分(一)多克隆抗體(polyclonalantibody,PcAb)

多克隆抗體----一般指血清抗體，是由含多種抗原表位的抗原物質(zhì)，刺激、活化多個B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的針對多種不同抗原表位的不同抗體的混合。

來源廣泛、制備容易。

特異性不高，常出現(xiàn)交叉反應(yīng)。

本文檔共58頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分(二)單克隆抗體(monoclonalantibody,mAb)

1、概念

由一個B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗單一抗原表位的同源抗體。2、制備單抗的總原理

將有抗原特異性、但壽命較短的漿細(xì)胞與無抗原特異性但長壽，并且可無限分裂的骨髓瘤細(xì)胞融合，建立了雜交瘤細(xì)胞單克隆抗體技術(shù)。

本文檔共58頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分本文檔共58頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分3、單克隆抗體的特點(diǎn)⊕特異性強(qiáng)⊕結(jié)構(gòu)均一(類、亞類、型都相同)

⊕純度高、效價(jià)高⊕產(chǎn)量高，成本低（可連續(xù)生產(chǎn)）⊕血清交叉反應(yīng)少本文檔共58頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\8點(diǎn)22分4