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1、（Medical Immunology)Medical Immunology)免疫学教研室安徽感染与免疫重点实验室 讲师：*第四章第四章 免疫球蛋白和抗体免疫球蛋白和抗体Immunoglobulin, Ig and Antibody, AbImmunoglobulin, Ig and Antibody, Ab要点内容：一、一、AbAb和和IgIg的基本概念的基本概念二、二、IgIg的分子结构的分子结构( (教学重点教学重点) )三、三、IgIg的异质性的异质性( (抗原性抗原性) )四、四、AbAb的功能的功能( (教学重点教学重点) )五、各类五、各类IgIg的特性与功能的特性与功能( (教
2、学重点教学重点) )六、人工制备抗体六、人工制备抗体 抗体的发现和研究历史：抗体的发现和研究历史：18891889年：绿脓杆菌年：绿脓杆菌 感染感染 动物血清动物血清AbAb和和IgIg的基本概念的基本概念凝集反应凝集反应 （凝集素）（凝集素）18901890年年(Behring):(Behring):白喉类毒素白喉类毒素 免疫免疫 动物血清动物血清绿脓杆菌绿脓杆菌白喉毒素白喉毒素中和毒素中和毒素 ( (抗毒素抗毒素) )并发现在血清蛋白中主要是并发现在血清蛋白中主要是-球蛋白（丙种球蛋白（丙种 球蛋白）具有球蛋白）具有抗体抗体活性。活性。抗体抗体(antibody，Ab)凝集素凝集素 抗毒素
3、抗毒素 溶菌素溶菌素 沉淀素沉淀素 19301930年发现年发现：血清蛋白电泳图谱显示：血清蛋白电泳图谱显示： albuminglobulinabgabgabgnonimmune serumimmunized serumimmunized serumwas incubated with the antigen关于抗体和免疫球蛋白基本概念关于抗体和免疫球蛋白基本概念 抗体（抗体（antibody, Abantibody, Ab） : : 能与抗原发生特异性结合的具有免 疫作用的球蛋白（主要在g -球蛋白） Abs are used by the immune system to identify
4、 and Abs are used by the immune system to identify and neutralize foreign objects.neutralize foreign objects. 免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin, Igimmunoglobulin, Ig）: :具有抗体活性的或化具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。学结构与抗体相似的球蛋白。 the -globulin fraction was identified as containing serum antibodies, which were called immun
5、oglobulins.AbAb= = 生物学功能生物学功能上上的概念，所有的概念，所有AbAb均是均是IgIg，IgIg = = 化学结构化学结构上的概念，上的概念，包括：膜型（包括：膜型（BCRBCR）；）；分泌型（抗体；天然分泌型（抗体；天然Ig; Ig; 某些异常某些异常IgIg）9抗体是B细胞接受抗原刺激后产生的Ag B细胞活化 增殖 分化浆 细 胞分泌抗 体抗体分布在血液和各种组织液中抗体介导的免疫称体液免疫10第一节第一节 IgIg的分子结构的分子结构（一）重链和轻链：（一）重链和轻链：IgIg单体组成：单体组成： 重链（重链（heavy chain, Hheavy chain,
6、H链）链） 轻链（轻链（light chain, Llight chain, L链）链） 二硫键二硫键 (-S-S-)(-S-S-)N N端端C C端端一、一、IgIg的基本结构的基本结构（一）重链和轻链一）重链和轻链 HH链链: : (450550aa) (450550aa) 根据根据HH链氨基酸组成及序列差异分为五种：链氨基酸组成及序列差异分为五种： g a d m eg a d m e组成五类组成五类IgIg：IgG IgA IgD IgM IgEIgG IgA IgD IgM IgE亚类：亚类：IgG1IgG4IgG1IgG4，IgA1IgA1，IgA2IgA2 L L链链: : (2
7、14aa)(214aa)分为两型分为两型 : : k k型型 l l型型亚型：亚型：Kern+Oz+, Kern+Oz-,Kern-Oz-, Kern-Oz+, 1.1.可变区可变区（variable region, Vvariable region, V区区）HH链链N N端端(1/41/5)+L(1/41/5)+L链链N N端端(1/2)(1/2)分别表示为分别表示为VHVH、VLVLN N端端C C端端（二）可变区和恒定区：（二）可变区和恒定区：VLVLVLVLVHVH2. 2. 恒定区恒定区（constant region, C区）HH链链C C端端(3/4(3/4或或4/5)+L4/
8、5)+L链链C C端端(1/2)(1/2)分别表示为分别表示为CHCH和和CLCLN N端端C C端端CLCLCLCLCHCHCHCH（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区：3. V3. V区又分为两大部分：区又分为两大部分：1) 1) 高变区高变区 ( (hypervariable region, hypervariable region, HVRHVR), ), V V区内某些特定位置氨基酸序列更加多变。区内某些特定位置氨基酸序列更加多变。是直接结合抗原的位点直接结合抗原的位点, , 也称也称互补决定区互补决定区(complementarity-determining region(co
9、mplementarity-determining region，CDRCDR）VHVH区区/VL/VL区均含区均含3 3个，分别称：个，分别称：HVR1HVR1、HVR2HVR2、HVR3HVR3或或CDR1CDR1，CDR2CDR2、CDR 3CDR 32) 2) 骨架区骨架区( (framework region): ): V V区氨基酸序列变化区氨基酸序列变化 较少的部分。可稳定较少的部分。可稳定CDRCDR空间构型。空间构型。CH1VLCLCH2 CH3铰链区铰链区V区的超变区（HVR）CDR1CDR2 CDR3 CDR1CDR2 CDR3 铰链区铰链区（三）铰链区（三）铰链区 绞链
10、区绞链区 hinge area： CH1CH1尾部尾部+ +链间二硫键链间二硫键 +CH2+CH2头部头部二硫键二硫键CH1VLCLVH铰链区铰链区糖基糖基CH2CH3（四）（四）IgIg的功能区的功能区( (结构域结构域 domain）Ig的H链和 L链， 每110个aa由链内二硫键形成具有特定功能的球形单位，为一个功能区(domain)。各结构域的功能各结构域的功能： VHVH、VLVL：结合抗原。结合抗原。 CH1CH1、CLCL：IgIg的遗传标记所在区的遗传标记所在区 CH2CH2：结合和活化补体结合和活化补体: :IgGIgG（IgM-CH3IgM-CH3）穿过胎盘（穿过胎盘（Ig
11、GIgG）和粘膜（）和粘膜（IgAIgA） CH3/CH4CH3/CH4：亲细胞性亲细胞性IgG-CH3IgG-CH3与单核细胞上与单核细胞上FcRFcR结合结合免疫调理；免疫调理；IgE-CH4IgE-CH4与肥大细胞上与肥大细胞上FcRFcR结合结合I I型超敏反应型超敏反应（二）分泌片（二）分泌片 (secretory piece(secretory piece，SPSP）作用作用: : 抵抗分泌液中蛋白水解酶，保护分泌型抵抗分泌液中蛋白水解酶，保护分泌型IgA(SIgA)IgA(SIgA)。（一）连接链一）连接链 (joining chain(joining chain，J J链链)
12、)作用作用: : 参与参与IgIg多聚体合成多聚体合成二、二、IgIg的其他成分的其他成分J J链和分泌片（链和分泌片（SPSP）J ChainJ ChainSecretory Secretory PiecePieceJ ChainJ ChainSIgAIgM木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶FcFab（一）（一）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 Fab(Fab(抗原结合片段抗原结合片段) )：与抗原结合与抗原结合 Fc(Fc(可结晶片段可结晶片段): ):与细胞结合与细胞结合, ,保留重链的其保留重链的其他功能活性。他功能活性。三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段（二）胃蛋白酶（二）胃蛋白酶 F(ab)F
13、(ab)2 2：双价抗原：双价抗原结合活性结合活性 pFc: pFc: 无生物活性无生物活性 胃蛋白酶胃蛋白酶Fc PeptidesF(ab)2第二节第二节 IgIg的异质性（抗原性）的异质性（抗原性）免疫球蛋白的多样性：B细胞不同克隆针对自然界种类繁多的抗原，产生相应种类的特异性的免疫球蛋白（抗体）， 种类极多，造成抗体的多样性（异质性）。1. 1. 外源性因素所致的异质性外源性因素所致的异质性- -抗原的多样性抗原的多样性Human Igantiserum(Anti-Human Ig antibody) 兔抗人Ig抗体IgM (kappa)IgG1 (kappa)IgM (kappa)Ig
14、G1 (kappa)Human IgRabbit2. 2. 内源性因素所致的异质性内源性因素所致的异质性- -抗原的多样性抗原的多样性同种型(isotype，种属特异性) 同种异型(allotype，个体特异性，个体遗传标志) Allotype同种异型IgG1 Person 3IgG1 Person 2IgG1 Person 1独特型(idiotype)IgG1 Person 1 anti-BIgG1 Person 1 anti-CIgG1 Person 1 anti-AIdiotype独特型第三节第三节 AbAb的生物学功能的生物学功能一、结合特异性抗原一、结合特异性抗原（V V区）区） C
15、ombination to the antigenAg二、激活补体二、激活补体(CH2/CH3(CH2/CH3区区) ) Activating complement激活补体: IgG-CH2，IgM-CH3三、亲细胞作用三、亲细胞作用 1.1.调理吞噬作用调理吞噬作用(CH3/CH4(CH3/CH4区区) ) opsonophagocytosisIgG-CH3/IgM-CH4 与单核细胞FcR结合；322 2、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用( ( antibody-dependent cell-mediated antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)cytotoxicity, ADCC)343 3、介导、介导I I型超敏反应型超敏反应(IgE)(IgE) hypersensitivityAgIgE-CH4与肥大细胞上FcR结合。 导致脱颗粒，引起 I 型超敏反应。四、选择性传递四、选择性传递（穿过胎盘和黏膜屏障）（
