第04章 免疫球蛋白課件

第二篇免疫分子及抗原分子

第4章免疫球蛋白**

（Immunoglobulin，Ig）第04章免疫球蛋白§1.Ig的結(jié)構(gòu)Background幾個(gè)概念§2.Ig的異質(zhì)性§3.Ig的功能§4.各類(lèi)Ig的特性與功能§5.人工制備抗體第04章免疫球蛋白掌握抗體和免疫球蛋白的概念;掌握免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)、恒定性、可變區(qū)、功能區(qū)、酶解片段）及其與功能的關(guān)系;了解免疫球蛋白分子的血清型（Ig的同種型、同種異型及獨(dú)特型）;掌握五類(lèi)免疫球蛋白的特性和功能特點(diǎn)，掌握免疫球蛋白的生物學(xué)活性;了解單克隆抗體（概念、特點(diǎn)、制備及意義）第04章免疫球蛋白§1.Ig的結(jié)構(gòu)Background§2.Ig的異質(zhì)性§3.Ig的功能§4.各類(lèi)Ig的特性與功能§5.人工制備抗體第04章免疫球蛋白EmilvonBehring,1901,

antitoxinsGeoregesKohlerandCesarMilstein,1984,monoclonalantibodySusumuTonegama,1987,structureofIggeneGeraldEdelmanandRodneyPorter,1972,structureofantibodyPaulEhrlich

,1908,

productionofantibodyNobelPrizewinners第04章免疫球蛋白+-白蛋白MobilityAmountofproteinImmuneserumAgadsorbedserum123球蛋白(globulins)γTiselius和Kabat,1937第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白

(1)定義:是指白喉或破傷風(fēng)毒素免疫動(dòng)物后可產(chǎn)生具有中和毒素作用的物質(zhì)。隨后引入抗體來(lái)泛指抗毒素類(lèi)物質(zhì)。1.抗毒素(antitoxin)第04章免疫球蛋白

（2）于血清等體液中,屬分泌型(1)定義:B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為槳細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋白，主要存在于血清等體液中,可與抗原特異性結(jié)合，顯示其免疫功能,是執(zhí)行體液免疫的重要分子。2.抗體（antibody,Ab)第04章免疫球蛋白3.免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）

是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。WHO,IIA(1968,1972)第04章免疫球蛋白3.Ab與Ig的關(guān)系(1)Ab是Ig(2)Ig不是Ab,如BCR,MHC膜型(membraneIg,mIg)分泌型(secretedIg,sIg)第04章免疫球蛋白Ab是抗毒素類(lèi)物質(zhì)的生物學(xué)功能定義Ig則是其化學(xué)結(jié)構(gòu)定義第04章免疫球蛋白抗體（antibody,Ab)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，具有免疫功能。免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白第04章免疫球蛋白4.Ab與Ig的分類(lèi)☆返回第04章免疫球蛋白§1.免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)第04章免疫球蛋白一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)(一)重鏈和輕鏈(肽鏈組成)(二)可變區(qū)和恒定區(qū)(三)絞鏈區(qū)(四)結(jié)構(gòu)域(功能區(qū))第04章免疫球蛋白IgG分子由兩條H鏈和兩條L鏈共價(jià)結(jié)合而成。輕鏈包括VL和CL兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，重鏈含有1個(gè)VH和3個(gè)CH

結(jié)構(gòu)域。VH和VL共同組成抗原結(jié)合部位。Ig分子中線對(duì)稱(chēng)，具有兩個(gè)相同的抗原結(jié)合部位。第04章免疫球蛋白(一)

肽鏈:4條2.輕鏈(lightchain)1.重鏈（heavychain）第04章免疫球蛋白1.重鏈和輕鏈（Heavy&lightchains）1)重鏈（Heavychain:H鏈）①大約500a.a,糖基(+)②類(lèi)別（Class）:H鏈：,,,,.(Ig)IgA,IgG,IgMIgD,IgE2)輕鏈（lightchain:L鏈）①大約214a.a,糖基(-)②型別（type）:,第04章免疫球蛋白H鏈:50-７０KD,4５0-５５０AA

第04章免疫球蛋白L鏈:25KD,214AA

第04章免疫球蛋白κλ２:1第04章免疫球蛋白（二）可變區(qū)和恒定區(qū)1.可變區(qū)（variableregion）

重鏈：VH輕鏈VL2.恒定區(qū)（constantregion）重鏈：CH輕鏈CL第04章免疫球蛋白VLVHNCLCH1CH2

CH3C第04章免疫球蛋白1.V區(qū)①N-末端:1/2L+1/4(1/5)H;②高變區(qū)（hypervaribleregion，HVR)(complimentaritydeterminingregion,CDR):形成Ag結(jié)合位點(diǎn);③框架區(qū)（Frameworkregion，F(xiàn)R):

維持高變區(qū)的空間構(gòu)型。第04章免疫球蛋白StructureoftheVariableRegionHypervariable(HVR)orcomplimentaritydeterminingregions(CDR)FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2HVR3VariabilityIndex257550100Aminoacidresidue150100500Frameworkregions(FR)第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白抗原B細(xì)胞表位

抗體CDR表位Ag圖11-9CDR分布BCR/TCR/Ig第04章免疫球蛋白(三).鉸鏈區(qū)（Hingeregion）VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabHingeregionFcCOO–NH3+特點(diǎn)：1)極富彈性2)富含脯氨酸功能:1)有利于Ab與Ag的結(jié)合2)有利于Ab與補(bǔ)體的結(jié)合第04章免疫球蛋白鉸鏈區(qū)第04章免疫球蛋白papain

Fc

2Fab

第04章免疫球蛋白(四)免疫球蛋白的功能區(qū)

約由110個(gè)氨基酸組成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。二級(jí)結(jié)構(gòu)是反向平行的β片層第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白CH1CLVLVHCH2

CH3補(bǔ)體FcR表位同種異型標(biāo)志第04章免疫球蛋白功能區(qū)簡(jiǎn)表結(jié)合Fc

R(肥大細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞)(IgE)CH2+CH3C1q的結(jié)合位點(diǎn)(IgM)CH3結(jié)合Fc

R(MC,M,B,NK)(IgG)CH3C1q的結(jié)合位點(diǎn)(IgG)CH2同種異型的遺傳標(biāo)記CH+CL一個(gè)抗原結(jié)合位點(diǎn)VH+VL第04章免疫球蛋白二.Ig的其他成分--J鏈和分泌片1.J鏈（joiningchain）:J鏈?zhǔn)且粭l多肽鏈，富含半胱氨酸，由漿細(xì)胞合成。連接單體以使Ig成聚合體。第04章免疫球蛋白

JSCIgAdimer2.分泌片(1)化學(xué)本質(zhì):

多肽鏈(70kD)(2)來(lái)源：上皮細(xì)胞chain（3）作用：

a.幫助IgA穿越黏膜

b.保護(hù)sIgA抵抗蛋白酶的水解作用第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白三、免疫球蛋白的水解片段Porter&Edelman(1959)第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白馬體內(nèi)獲得的破傷風(fēng)抗毒素異物性降低減少超敏反應(yīng)的發(fā)生第04章免疫球蛋白

§2.Ig的異質(zhì)性(heterogeneity)異質(zhì)性:是指Ig在特異性及類(lèi)型方面的差異性.異質(zhì)性基礎(chǔ)是Ig在結(jié)構(gòu)和組成上的差異----抗原性第04章免疫球蛋白

（一）類(lèi)(class)一、免疫球蛋白的類(lèi)型（二）亞類(lèi)(subclass)第04章免疫球蛋白差異(CH)類(lèi),亞類(lèi)類(lèi),亞類(lèi)劃分范圍:一個(gè)物種內(nèi)第04章免疫球蛋白γεμδα第04章免疫球蛋白HumanImmunoglobulinSubclassesIgGSubclassesIgG1-Gamma1(1)heavychainsIgG2-Gamma2(2)heavychainsIgG3-Gamma3(3)heavychainsIgG4-Gamma4(4)heavychainsIgAsubclassesIgA1-Alpha1(1)heavychainsIgA2-Alpha2(2)heavychains第04章免疫球蛋白(三)型(type)(四)亞型(subtype)第04章免疫球蛋白型,亞型(CL)型,亞型劃分范圍:一個(gè)物種內(nèi)OZ(+):亮氨酸)—190位OZ(-):精氨酸)—190位λ第04章免疫球蛋白表位豐富抗原眾多二、免疫球蛋白的多樣性

----外源因素特異性眾多IgV區(qū)變化多氨基酸組成排列多第04章免疫球蛋白Ag第04章免疫球蛋白三、免疫球蛋白的多樣性

-------內(nèi)源因素：

免疫球蛋白的血清型—Ig具有抗原性和免疫原性第04章免疫球蛋白同種型同種異型獨(dú)特型第04章免疫球蛋白人Igs血清(Ag)兔抗人Ig血清(Ab)+人Igs血清(Ag)五類(lèi)Igs(H)二型Igs(L)第04章免疫球蛋白VC抗γAb抗αAb抗μAb抗εAb第04章免疫球蛋白

指同一種屬所有正常個(gè)體Ig分子所共有的抗原特異性標(biāo)志，主要在Ig的C區(qū)中。如，H鏈--五個(gè)大類(lèi)和亞類(lèi)

L鏈分為兩型，即κ和λ亞型1、同種型(isotype)第04章免疫球蛋白同一種屬中不同個(gè)體所產(chǎn)生的同一類(lèi)型Ig,由于重鏈或輕鏈恒定區(qū)內(nèi)一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸（即遺傳標(biāo)志）不同而表現(xiàn)的抗原性差異2、同種異型（allotype)第04章免疫球蛋白3、獨(dú)特型（idiotype)（1）一個(gè)體/物種/不同物種中不同B細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的Ig可變區(qū)所具有的抗原特異性標(biāo)志，由Ig超變區(qū)特有的氨基酸序列和構(gòu)型所決定－－idiotypedeterminant第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白§３.Ig的功能V區(qū)的功能C區(qū)的功能第04章免疫球蛋白1.V區(qū)的功能：

(1)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)

(2)B細(xì)胞膜表面的IgM和IgD是B細(xì)胞識(shí)別抗原的受體第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白毒素中和

(ToxinNeutralization)第04章免疫球蛋白PreventingBacterialAdherence阻止細(xì)菌粘附第04章免疫球蛋白細(xì)胞被病毒感染抵抗病毒感染封閉病毒的Ab第04章免疫球蛋白Virus-blockingAntibodies封閉病毒的Ab第04章免疫球蛋白BCellAntigenReceptor(BcR)Ig-

Ig-

Ig-

Ig-

BCell第04章免疫球蛋白2.C區(qū)的功能：(1)激活補(bǔ)體:

IgM，IgG1-3+Ag(2)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)

(3)穿過(guò)胎盤(pán)和黏膜

第04章免疫球蛋白IgG固定補(bǔ)體示意圖C1rC1sC1qNoactivationActivationC1rC1sC1qCH2Ag第04章免疫球蛋白IgG分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化Fab段Fc段C1q結(jié)合位點(diǎn)被屏障結(jié)合抗原之前

CH1

CH2暴露的C1q結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合抗原之后IgMCH3區(qū)，IgGCH2區(qū)第04章免疫球蛋白CH1CLVLVHCH2

CH3FcR第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白YYYYNK第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白IgE嗜酸性粒細(xì)胞線蟲(chóng)第04章免疫球蛋白穿過(guò)胎盤(pán)自然被動(dòng)免疫IgG第04章免疫球蛋白sIgA穿過(guò)黏膜第04章免疫球蛋白sIgA第04章免疫球蛋白VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabFcCOO–NH3+C區(qū):1、固定補(bǔ)體2.結(jié)合組織細(xì)胞調(diào)理作用介導(dǎo)ADCC

介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)3.穿越胎盤(pán)和黏膜

V區(qū):特異性結(jié)合抗原中和作用（病毒、毒素）凝集細(xì)菌阻止黏附7-2抗體分子的生物學(xué)活性第04章免疫球蛋白IgGIgMIgAIgEIgD第四節(jié)五類(lèi)免疫球蛋白的特點(diǎn)和功能第04章免疫球蛋白γεμδα第04章免疫球蛋白IgG1.結(jié)構(gòu)J結(jié)構(gòu)第04章免疫球蛋白IgG分子的四種亞型IgG1IgG4IgG3IgG2

g1，g2，g3和

g4等IgG鏈分別參與組成IgG1、IgG2、IgG3和IgG4等分子。IgG3的鉸鏈區(qū)最長(zhǎng)，IgG2鉸鏈區(qū)較短。四種亞類(lèi)的IgG分子在血清中的濃度不同，所發(fā)揮的生物學(xué)特性亦不相同。第04章免疫球蛋白

IgG四個(gè)亞類(lèi)的特點(diǎn)IgG1IgG2IgG3IgG4血清含量(占IgG的百分比）702064血清半衰期(天)2323723通過(guò)胎盤(pán)++++++++++固定補(bǔ)體+++++–

結(jié)合Fc受體+++–++++第04章免疫球蛋白

IgG1、IgG2和IgG3能通過(guò)經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體血清含量最高(75%～85%),也是丙種球蛋白的主要成分半衰期較長(zhǎng)（16～24d）主要的抗感染抗體(具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免疫調(diào)理作用)參與II、III型超敏反應(yīng)通過(guò)胎盤(pán)IgG的特點(diǎn)第04章免疫球蛋白IgM

J鏈IgM抗體結(jié)構(gòu)分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgb

IgaIgb第04章免疫球蛋白1第04章免疫球蛋白Membrane-boundIgM第04章免疫球蛋白IgM是個(gè)體發(fā)育中最早產(chǎn)生的抗體，胚胎晚期已能合成，新生兒臍帶血中若IgM水平升高，提示胎兒曾有宮內(nèi)感染IgM是抗原刺激后出現(xiàn)最早的抗體，半衰期短，故檢測(cè)IgM水平可用于傳染病的早期診斷。mIgM是B細(xì)胞抗原受體（BCR）的主要成分也可參與II、III型超敏反應(yīng)IgM的特點(diǎn)第04章免疫球蛋白

J鏈分泌鏈IgAdimerIgA分子分泌型IgA（sIgA）:是體液中的主要免疫球蛋白，參與黏膜免疫的主要Ig。第04章免疫球蛋白IgA1第04章免疫球蛋白IgA的特點(diǎn)參與皮膚粘膜的局部抗感染作用初乳中含有高濃度的sIgA----母乳喂養(yǎng)通過(guò)替代途徑激活補(bǔ)體參與Ⅲ型超敏反應(yīng)第04章免疫球蛋白

IgE分子的結(jié)構(gòu)IgE

分子*與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的IgE受體結(jié)合，與過(guò)敏反應(yīng)有關(guān)*參與抗寄生蟲(chóng)免疫反映IgE第04章免疫球蛋白IgE結(jié)構(gòu)1第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白血清中含量最低可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力Fcε受體（FcεRⅠ）結(jié)合，引起Ⅰ型超敏反應(yīng)FcεRⅡ分布于巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞IgE第04章免疫球蛋白

IgD分子的結(jié)構(gòu)IgD分子*在膜表面的表達(dá)是B細(xì)胞成熟的主要標(biāo)志；*膜型IgD作為BCR的組成部分，發(fā)揮信號(hào)傳導(dǎo)作用第04章免疫球蛋白第04章免疫球蛋白IgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志B細(xì)胞的分化過(guò)程中首先出現(xiàn)mIgM，mIgD的出現(xiàn)標(biāo)志著B(niǎo)細(xì)胞成熟對(duì)防止免疫耐受有一定作用IgD第04章免疫球蛋白表7-1人抗體分子的特性抗體類(lèi)別

IgG

IgA

IgM

IgD

IgE重鏈類(lèi)別

g

a

m

d

e重鏈亞類(lèi)g1,g2,g3,g4

a1,a2輕鏈類(lèi)別

k和

l

k和

l

k和

l

k和

l

k和

l分子式

g2l2

或

g2k2a2l2或(a2l2)5SCJa2k2或(a2k2)5SCJ(m2l2)5J或(m2k2)5J

d2l2

或d2k2

e2l2

或

e2k2分子量（kDa）150160或400900180190固定補(bǔ)體能力+0++++00血清濃度(mg/100ml)100020012030.05血清半衰期(天)236532穿過(guò)胎盤(pán)＋