第四章 免疫球蛋白-新課件

醫(yī)學免疫學第四章免疫球蛋白本科

第四章免疫球蛋白-新內(nèi)容提要概述免疫球蛋白的結構抗體的異質(zhì)性五類免疫球蛋白的生物學特性免疫球蛋白基因及抗體的多樣性人工制備抗體第四章免疫球蛋白-新一、概述

抗體antibodyAb是B細胞識別抗原后增殖分化為漿細胞所產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，主要存在于血清等體液中，能與相應抗原發(fā)生特異性結合的免疫球蛋白，具有免疫功能第四章免疫球蛋白-新

概念

具有抗體活性或化學結構與抗體類似的球蛋白抗體和免疫球蛋白的關系:抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性類型

分泌型（secretedIg,sIg）膜型（membraneIg,mIg）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，具有異質(zhì)性第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新二、Ig的結構(IgG為例)重鏈與輕鏈可變區(qū)和恒定區(qū)鉸鏈區(qū)功能區(qū)其它成分水解片段第四章免疫球蛋白-新基本結構*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重鏈與輕鏈*重鏈（heavychain,H鏈）約450-550氨基酸

1）根據(jù)重鏈恒定區(qū)抗原特異性不同，可將重鏈分為5種：、、、、。其相應Ig為IgG、IgM、IgA、IgD、IgE

*輕鏈（lightchain,L鏈）約214個氨基酸

1）根據(jù)輕鏈恒定區(qū)抗原性不同，分為和兩種。一個天然的Ig分子上輕鏈類型是相同的

2）在不同種屬的動物與鏈的比例不同：人：2：1

小鼠：20：1第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新

第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新可變區(qū)和恒定區(qū)

1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）：位于Ig分子N端，占輕鏈1/2和重鏈1/4或1/5；不同抗體其IgV區(qū)氨基酸組成和排列有較大差異，并決定抗體與抗原結合的特異性*超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）：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，此為HVR。輕、重鏈各有3個HVR*互補決定區(qū)（complementarity-determiningregion,CDR）：超變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結合的位置，此為CDR*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FR2.恒定區(qū)（constantregion,C區(qū))：位于Ig分子的C端，占輕鏈1/2和重鏈3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈C區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。介導Ig多種生物學功能第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新超變區(qū)（HVR）輕鏈：24-34、50-56、89-97重鏈：31-35、50-65、95-102框架區(qū)（FR）第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新鉸鏈區(qū)位于CH1和CH2之間可轉動的區(qū)，含豐富的脯氨酸，易伸展彎曲，有利于IgV區(qū)與抗原互補性結合；有利于暴露補體結合位點；對蛋白酶敏感其它成分

J鏈（joiningchain）分泌片（secretorypiece,sp）水解片段功能區(qū)第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新Flexibilityofimmunoglobulins第四章免疫球蛋白-新

Ｊ鏈和分泌片第四章免疫球蛋白-新SIgA第四章免疫球蛋白-新Ｊ鏈joiningchain由漿細胞合成的富含半胱氨酸的酸性糖蛋白，主要作用是在羧基端連接Ｉg單體為雙聚體或五聚體，起穩(wěn)定多聚體結構及參與體內(nèi)轉運的作用第四章免疫球蛋白-新分泌片secretorypiece,SP分泌片是由粘膜上皮細胞合成，并在IgA二聚體形成后通過二硫鍵以共價鍵方式連接在C區(qū)C端上。一般認為SIgA可能以膜結合蛋白形式存在于粘膜表面，分泌片選擇性地介導IgA二聚體的裝配和轉運，并有穩(wěn)定SIgA的結構，避免蛋白酶的消化水解第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新

免疫球蛋白的水解片段第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新

木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：得到兩個相同的Fab段和一個Fc段第四章免疫球蛋白-新

第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新

胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG：得到一個具有雙價活性的F（ab’）2段和若干個小分子多肽碎片（pFc’）第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新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構。每個球形結構約由110個氨基酸組成，具有一定的生理功能，故稱為功能區(qū)（domain）VH和VL：與抗原特異性結合的部位CL和CH1：某些同種異型（allotype）遺傳標記IgG的CH2、IgM的CH3：補體C1q結合點激活補體經(jīng)典途徑IgG的CH3：結合單核/巨噬細胞表面FcR不同生物學效應第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新免疫球蛋白的結構域第四章免疫球蛋白-新

Ig的輕、重鏈每隔110個氨基酸殘基即由鏈內(nèi)二硫鍵連接成一個能行使特定功能的球形結構----結構域，其二級結構是由幾股多肽鏈折疊形成的兩個反向平行的β片層。兩個反向平行的β片層中心的兩個半胱氨酸殘基由一個鏈內(nèi)二硫鍵垂直連接，有穩(wěn)定功能區(qū)的作用，形成一個β桶狀結構第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新三、免疫球蛋白的異質(zhì)性不同抗原表位刺激所產(chǎn)生不同的抗體分子，其識別抗原的特異性不同（V區(qū)不同）同一抗原表位誘生的不同類型的抗體，其識別抗原的特異性相同（C區(qū)不同）免疫球蛋白有不同種類免疫球蛋白同時可作為抗原，其具有不同的抗原特異性免疫球蛋白具有異質(zhì)性第四章免疫球蛋白-新免疫球蛋白的免疫原性免疫球蛋白的不同結構區(qū)其免疫原性不同：同種型（isotype）：種屬特異性標志同種異型（allotype）：個體特異性標志獨特型（idiotope）：免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡第四章免疫球蛋白-新Ig的類型類（class）：根據(jù)CH抗原特異性的不同分為五大類

γμαδεIgGIgMIgAIgDIgE

亞類：IgG1-G4；IgA1-A2；IgM1-M2型（type）：根據(jù)CL抗原性的不同分為兩個型：κ型和λ型亞型：κ型有亞型第四章免疫球蛋白-新Ig的血清型同種型（isotype）指同一種屬所有個體的Ig分子共有的抗原特異性標志，位于IgC區(qū)同種異型（allotype）指同一種屬不同個體間Ig分子所具有的不同的抗原特異性標志獨特型（idiotype）指同一個體不同B細胞克隆產(chǎn)生的Ig分子所特有的抗原特異性標志，獨特型由若干個抗原決定簇組成，又稱為獨特位（idiotope），主要存在于V區(qū)第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新同種型(isotype):

同一物種內(nèi)所有個體共同具有的Ig抗原特異性結構同種型Ig的抗原決定簇存在于CH、CL據(jù)CH的不同，Ig分類、亞類據(jù)CL的不同，Ig分型、亞型第四章免疫球蛋白-新Ig同種型第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新同種異型（allotype)：

同一物種內(nèi)不同個體間的Ig免疫原性的差別第四章免疫球蛋白-新Ig同種異型第四章免疫球蛋白-新獨特型（idotype)：同一個體內(nèi)不同B細胞克隆產(chǎn)生的Ig其超變區(qū)各自具備獨特的抗原決定簇結構第四章免疫球蛋白-新Ig獨特型第四章免疫球蛋白-新四、免疫球蛋白的功能V區(qū)的功能特異性結合抗原

抗體結合相應抗原分子，中和作用，發(fā)揮免疫效應（生理與病理）

BCR特異性識別并結合抗原分子，介導體液免疫應答第四章免疫球蛋白-新C區(qū)的功能

激活補體

IgM、IgG1~3

激活補體經(jīng)典途徑凝聚的IgA或IgG4

激活補體旁路途徑與細胞表面FcR結合

1）調(diào)理作用（opsonization)；

IgFc段與吞噬細胞表面FcR結合促吞噬

2）抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)3)介導I型超敏反應

穿過胎盤和粘膜

IgG通過胎盤；sIgA穿過粘膜C區(qū)的功能第四章免疫球蛋白-新VH和VL:識別和結合抗原CH和CL:同種異型的遺傳標志CH2:補體C1q結合位點，IgG可通過胎盤CH3/CH4:與多種細胞表面的FcR結合(免疫調(diào)理,I型超敏反應)各功能區(qū)的作用第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新抗體的中和作用第四章免疫球蛋白-新調(diào)理作用第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新ADCC效應antibody—dependent

cell—mediatedcytotoxicity：表達受體的細胞通過識別抗體的Fc段直接殺傷被抗體包被的靶細胞第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新五、五類Ig的特性和功能

第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新ImmunoglobulinIsotypesAreDistributedToDifferentPartsOfTheBody

IgM–Blood

IgG–Tissues

IgA–Mucosa

IgE-Surfaces第四章免疫球蛋白-新性質(zhì)IgGIgAIgMIgDIgE沉降系數(shù)（S）76.6---1418--1978Mr(Χ104)1.51.6—4.4791.852電泳位置γα-α1γα-βαγ1β1γ1γ1含糖量%38121312輕鏈κ：λ2：15：43：11：61：1重鏈γαμδε輕鏈Χ1052．32．32．32．32．3重鏈Χ1055.0556.36.577.5抗原結合價221022血清含量（mg/ml）8---161.4—140.4--20.03—0.47—45ng/ml占血清免疫球蛋白%8013610.002占血清蛋白%185.51.6微量微量合成速度每天mg/kg26275.70.40.002半壽期（d）235.85.12.82.3產(chǎn)生順序23145第四章免疫球蛋白-新IgG的特性和功能血清中的主要抗體成分（75-80%）；半壽期長（20-23天）出生后3個月開始合成，3-5歲接近成人水平多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類是唯一能通過胎盤的Ig，發(fā)揮自然被動免疫功能具有活化補體經(jīng)典途徑的能力（IgG3>IgG1>IgG2）具有調(diào)理作用、ADCC作用和結合SPA等參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應，某些自身免疫病的抗體也屬IgG第四章免疫球蛋白-新IgM的特性和功能五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macroglobulin）個體發(fā)育中最先出現(xiàn)的Ig，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示胎內(nèi)感染（如風疹病毒、巨細胞病毒感染等）抗原初次刺激機體時，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig；血清IgM升高說明有近期感染有強大激活補體能力和調(diào)理作用，在機體早期免疫防御中具有重要作用天然血型抗體是IgM未成熟B細胞僅表達mIgM，記憶B細胞mIgM消失第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新IgA的特性和功能分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA分泌型IgA主要由黏膜相關淋巴組織產(chǎn)生，存在于唾液、淚液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面，是機體黏膜局部抗感染免疫的重要因素初乳中的sIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用調(diào)理吞噬、中和毒素第四章免疫球蛋白-新第四章免疫球蛋白-新sIgA的合成和主要作用部位在黏膜第四章免疫球蛋白-新IgD的特性和功能血清中含量低（1%），其生物學作用尚不清楚mIgD可作為B細胞分化成熟標記，成熟B細胞同時表達mIgM和mIgDmIgMmIgD成熟B細胞活化B細胞未成熟B細胞第四章免疫球蛋白-新IgE的特性和功能是血清中含量最低的Ig主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細胞產(chǎn)生屬嗜細胞抗體，可與肥大細胞、嗜堿粒細胞表面FcεR結合，介導I型超敏反應第四章免疫球蛋白-新六、人工制備抗體多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體第四章免疫球蛋白-新

克?。河梢粋€始祖細胞分化、增殖所產(chǎn)生的遺傳性狀完全相同的細胞群多克隆抗體（polyclonalantibody,PcAb）單克隆抗體（monoclonalantibody,McAb）第四章免疫球蛋白-新多克隆抗體

（polyclonalantibody）

用含多種抗原決定簇的抗原物質(zhì)免疫動物，刺激多個B細胞克隆所獲得的免疫血清（含多種抗體的混合物），此為多克隆抗體

來源廣泛，制備容易；特異性不高第四章免疫球蛋白-新帶有多個表位抗原針對不同表位的B細胞克隆增