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1、第二章 抗體與免疫球蛋白,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 抗體分類 第三節(jié) 免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)和功能 第四節(jié) 各類免疫球蛋白的理化特性和功能 第五節(jié) 單克隆抗體,第二章 抗體與免疫球蛋白,第一節(jié) 概述 (講三個(gè)問(wèn)題) 一、抗體定義: 抗體(antibody,Ab)是在抗原刺激下產(chǎn)生,并能與之特異性結(jié)合的免疫球蛋白。 二、體內(nèi)存在二種形式: 1、體液性Ab:漿細(xì)胞產(chǎn)生后分泌于體液中(組織液、淋 巴液、血液、腦脊液等)的Ab。 2、親細(xì)胞性Ab:IgE、IgD及結(jié)合于T細(xì)胞與B細(xì)胞表面的免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)。 三、Ab與Ig有什么區(qū)別: 抗體與抗原是從免疫學(xué)角度來(lái)講;免疫球蛋
2、白是從化學(xué)角度來(lái)講。,第二章 抗體與免疫球蛋白,第二章 抗體與免疫球蛋白,第二節(jié) 抗體分類 有三種分類法: 一、依Ag來(lái)源分:四類 (一)異種Ab:由異種抗原免疫所產(chǎn)生的抗體,大部分抗體 屬于此類。 (二)同種Ab:同一種屬的兩個(gè)個(gè)體或兩個(gè)近交系之間進(jìn)行同種免疫所產(chǎn)生的抗體,如ABO血型系統(tǒng)中的抗A,抗B同種血清。 (三)自身Ab:對(duì)自身抗原所產(chǎn)生的抗體,如抗核抗體等。 (四)異嗜Ab:由異嗜性抗原引起的抗體。異嗜抗原包括不同種屬的動(dòng)物,植物和微生物間存在的共同抗原,又稱嗜異性抗原。,第二章 抗體與免疫球蛋白,二、依有無(wú)Ag刺激分:二類 (一)天然Ab:又叫正常Ab,如A型血中的抗B Ab (
3、二)免疫Ab:感染、接種、人工免疫的Ab;隱性感 染、食入等Ag產(chǎn)生的Ab。 三、依與Ag反應(yīng)的性質(zhì)分:二類 (一)完全Ab:二價(jià)或多價(jià)Ab,出現(xiàn)各種可見(jiàn)反應(yīng)。 (二)不完全Ab:?jiǎn)蝺r(jià)Ab(也叫封閉Ab),不出現(xiàn)可 見(jiàn)反應(yīng)。,第二章 抗體與免疫球蛋白,第三節(jié) 免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)和功能 (講三個(gè)問(wèn)題) 一、Ig分子的基本結(jié)構(gòu): IgG、IgD、IgE、血清型IgA為單體 分泌型IgA為二聚體 IgM為五聚體(見(jiàn)圖 2-3-1) (一)單體結(jié)構(gòu):二條重鏈(heavy chain, H鏈)和二條輕鏈 (light chain,L鏈)(見(jiàn)圖2-3-2和2-3-3) 1、重鏈:每條鏈由420440個(gè)氨
4、基酸組成,排列順序從NH+3 到 COO ;二條重鏈間由一對(duì)以上-S-S-連接;重鏈最初110個(gè)氨 基酸為可變區(qū)(V區(qū)),其余為穩(wěn)定區(qū)(C區(qū));重鏈內(nèi)有45 個(gè)-S-S-形成4個(gè)或更多個(gè)封閉的環(huán)狀區(qū);V區(qū)一個(gè)環(huán),其余環(huán)在 C區(qū),分別為CH1、CH2 、CH3,IgM和IgE還有CH4;重鏈的某些功能區(qū)由一個(gè)或數(shù)個(gè)糖基。,第二章 抗體與免疫球蛋白,2、輕鏈:每條鏈由213214個(gè)氨基酸組成,排列順 序從NH+3到COO;COO端有一個(gè)-S-S-與重鏈連接;輕鏈最初109個(gè)氨基酸為V區(qū),其余1/2為C區(qū);輕鏈內(nèi)有二個(gè)-S-S-形成二個(gè)封閉的環(huán)狀區(qū),一個(gè)V區(qū)和一個(gè)C區(qū)兩個(gè)功能區(qū)。 鉸鏈區(qū)(hinge
5、 regin):重鏈CH1與CH2之間為鉸鏈區(qū),它與抗體分子變構(gòu)有關(guān)。 同源區(qū):結(jié)構(gòu)上相似的功能區(qū)。如重鏈的CH1 、CH2 、CH3和輕鏈的CL,VH和VL。,第二章 抗體與免疫球蛋白,3、Ig的四級(jí)結(jié)構(gòu): (1)由NH+3到COO的氨基酸順列為一級(jí)結(jié)構(gòu); (2)鏈內(nèi)-S-S-形成同源區(qū)為二級(jí)結(jié)構(gòu); (3)每一個(gè)區(qū)內(nèi)前后折疊的肽鏈為三級(jí); (4)輕鏈和重鏈間、重鏈和重鏈間的-S-S-互連為四級(jí)結(jié)構(gòu)。 二聚體和五聚體Ig還需要一個(gè)J鏈將單體Ig互相連接。 (二)重鏈:各類Ig的重鏈氨基酸的化學(xué)組成特性不同,分別 為IgG鏈、IgM鏈、IgA鏈、IgD鏈、IgE鏈。 依每類Ig重鏈恒定區(qū)內(nèi)個(gè)別氨
6、基酸的差異及H鏈間-S-S-位置不同,各類Ig又分為亞類。,第二章 抗體與免疫球蛋白,(三)輕鏈: 1、依其結(jié)構(gòu)與抗原性的不同分為和兩個(gè)型,Ag性的不同在于和型輕鏈的C區(qū)結(jié)構(gòu)不同。 2、各類Ig的輕鏈相同,即每一類Ig的輕鏈都有和兩個(gè)型,但就一個(gè)單體Ig來(lái)說(shuō)只有一種輕鏈,或者是鏈(2H2),或是鏈(2H2)。 3、不同品種動(dòng)物間,兩型輕鏈的比例不同。如人的IgG鏈占30%,兔的占20%。 4、依可變區(qū)NH+3端最初20個(gè)氨基酸順列不同,又將兩個(gè)型的和鏈分為亞型,型又V1、V2、V3三個(gè)亞型;型又V1、V2、V3 、V4、V5、五個(gè)亞型。 以上類、亞類、型、亞型是同一物種所有個(gè)體內(nèi)都具有的,稱為
7、同種型(isotyptic),第二章 抗體與免疫球蛋白,二、Ig分子的水解片段及其功能:(見(jiàn)圖2-3-4) 木瓜酶水解Ig為三個(gè)片段:二個(gè)抗原結(jié)合片段(fragment antigen binding, Fab),即二個(gè)Fab單體,F(xiàn)ab單體有單價(jià)抗體活性;一個(gè)蛋白可結(jié)晶片段(fragment crystallizable, Fc),即一個(gè)Fc片段,具有抗原性。 胃蛋白酶水解Ig為二個(gè)片段:一個(gè)雙體F(ab)2 片段,有雙價(jià)抗體活性;一個(gè)Fc片段(簡(jiǎn)稱為pFc),抗原性消失。 胃蛋白酶水解IgG后的F(ab)2片段,保留了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性,又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用,因而作為
8、生物制品有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,例如白喉抗毒素、破傷風(fēng)抗毒素經(jīng)胃蛋白酶消化后精制提純的制品,因去掉Fc段而減緩發(fā)生超敏反應(yīng)。,第二章 抗體與免疫球蛋白,(一)Fab片有兩個(gè)功能區(qū):可變區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。(圖2-3-3) 1、可變區(qū):分VL和VH。這一功能區(qū)是決定Ab特異性的Ag結(jié)合部位沿Ag結(jié)合腔排列的氨基酸,屬于高變區(qū)氨基酸,有100億以上組合,能充分適應(yīng)Ag決定簇的多樣性。在VL和VH上某些位置的氨基酸種類和排列更易變化,稱為高變點(diǎn)或超變點(diǎn)?,F(xiàn)已證明:VL和VH各有三個(gè)超變點(diǎn)。(圖2-3-5) 2、穩(wěn)定區(qū)分CL和CH1。,第二章 抗體與免疫球蛋白,(二)Fc片有兩個(gè)功能區(qū):CH2和CH3。 1、C
9、H2上有糖基(CHO),為補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)。 2、CH3具有細(xì)胞親合性,是決定Ig抗原特異性的部位。 (三)鉸鏈區(qū):位于重鏈的CH1CH2之間。內(nèi)含較多脯氨酸,易伸展 彎曲,且易被木瓜酶和胃酶水解。Ig在正常情況下,兩個(gè)Fab片向后彎曲,掩蔽了補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)。與Ag結(jié)合時(shí),鉸鏈區(qū)展開(kāi),使補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)暴露,才能結(jié)合補(bǔ)體。鉸鏈區(qū)展開(kāi)Fc變構(gòu),由T變Y型。由于Ab變構(gòu),其它生物學(xué)活性也相應(yīng)發(fā)生改變,如與巨噬細(xì)胞結(jié)合能力增強(qiáng)等。IgM無(wú)鉸鏈區(qū)。 綜上所述,機(jī)體內(nèi)的免疫球蛋白多種多樣,極其復(fù)雜。機(jī)體內(nèi)存在著無(wú)數(shù)種抗原物質(zhì),每種抗原物質(zhì)又有若干種決定簇,抗原刺激機(jī)體后就會(huì)產(chǎn)生與各個(gè)決定簇相對(duì)應(yīng)的抗體。 一種抗原決定簇
10、不只刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體,而是產(chǎn)生幾類抗體,這幾類抗體的差異不在抗原結(jié)合部位,而在其恒定區(qū)。各類各型之下又分亞類、亞型等,所以天然抗體是極為復(fù)雜的綜合抗體。,第二章 抗體與免疫球蛋白,第五節(jié) 單克隆抗體 一、定義及其特性: 把產(chǎn)生特定抗體的B細(xì)胞與能無(wú)限制生長(zhǎng)的骨髓瘤細(xì)胞融合,形成B細(xì)胞雜交瘤。由克隆化的B細(xì)胞雜交瘤所產(chǎn)生的抗體即單克隆抗體(monoclonal antibody, McAb)。 特性:?jiǎn)慰寺】贵w結(jié)構(gòu)純度高、專一性強(qiáng)、無(wú)血清交叉反應(yīng),效價(jià)高等,且能持續(xù)地在動(dòng)物體外或體內(nèi)產(chǎn)生同質(zhì)性抗體。,第二章 抗體與免疫球蛋白,二、基本原理:(見(jiàn)圖2-5-1) 基本原理:小白鼠骨髓瘤細(xì)胞在體內(nèi)
11、、體外可無(wú)限增殖,但不能分泌抗體;經(jīng)抗原免疫的小鼠脾細(xì)胞(含大量B細(xì)胞)能產(chǎn)生抗體,但在體外不能無(wú)限增殖;用免疫脾細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合后,在HAT選擇培養(yǎng)基含有次黃嘌呤(H)、氨基喋呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)中,未融合的脾細(xì)胞因不能在體外存活而死亡,未融合的骨髓瘤細(xì)胞合成DNA的主要途徑被氨基喋呤阻斷,又因缺乏次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶(HGPRT),不能利用次黃嘌呤完成DNA的合成過(guò)程而死亡。而融合細(xì)胞由于從脾細(xì)胞獲得HGPRT,故能在HAT培養(yǎng)基中存活和增殖。融合后的雜交細(xì)胞系稱為雜交瘤(hybridoma)。這種雜交瘤細(xì)胞既具有骨髓瘤細(xì)胞能大量無(wú)限增殖的特性,又具有免疫B細(xì)胞合成和分泌抗體的能力;每個(gè)雜交瘤是用一個(gè)B細(xì)胞
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