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1、第三章 免疫球蛋白 (Immunoglobulin，Ig),内容提要,概述 免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白的功能 五类免疫球蛋白的生物学特性 人工制备抗体,Emil von Behring (1845-1917),antibody,是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白。,一、概述,抗体（Antibody ，Ab）:是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的一种具有免疫功能的蛋白质，能与相应Ag特异性结合。 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）: 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 Ab=Ig, IgAb,免疫
2、球蛋白存在形式分泌型（secreted immunoglobulin, sIg ） 抗体,膜型（membrane immunoglobulin,mIg） BCR (B细胞受体),B,二、Ig的结构,重链与轻链可变区和恒定区铰链区功能区其它成分水解片段,（一）基本结构,1. 四肽链结构,“Y”字型四肽链 2条重链(heavy chain, H) 2条轻链(light chain, L) 二硫键连接,轻链：约210个AA残基，分子量约为25kD；可分为和两型：重链：约450-550个氨基酸残基，分子量约50-75 kD。 重链分、和链 IgG （IgG 和 IgG ） IgM （IgM 和 IgM
3、 ） IgA （IgA 和 IgA ） IgE （IgE 和 IgE ） IgD （IgD 和 IgD ）,-S-S-,S-S,S-S,N,C,L,H,H,L,N,2. 可变区和恒定区,可变区（variable region, V 区）：轻链和重链靠近N端的约110个氨基酸变化很大，称为可变区。,恒定区（constant region, C 区）：免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列较保守的区域。,H链有一个VH及34个CH区。 （其中IgM, IgE有CH4区）,L链具有VL，CL两个功能区。,铰链区：位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,可
4、变区：超变区：重链和轻链V区各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为超变区（hypervariable region, HVR）或决定簇互补决定区（complementary determining region, CDR），分别为CDR1、CDR2和CDR3。 6个CDR组成一个抗原结合部位。,骨架区：CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区（framework region, FR）。,可变区,超变区决定与抗原决定簇结合。,骨架区主要稳定超变区的空间构型。,恒定区（constant region, C区）,轻链恒定区(CL): CL 重链恒定区(CH): CH1
5、， CH2， CH3，CH4（IgM/IgE）,铰链区（IgM/IgE无)CH1与CH2之间，富含脯氨酸，易弯曲、酶解,1）便于与不同距离表位结合,“T” “Y”,2）暴露补体结合位点,IgG分子结合抗原前后的构象变化,IgM CH3区，IgG CH2区,3.抗体的功能区或结构域,功能区：是不连续，紧密折叠的区域，由重链和轻链经链内二硫键连接而成的球状结构。,Ag Binding 抗原结合位点,Complement Binding Site 补体结合位点，活化补体,Placental Transfer IgG 胎盘转移,Binding to Fc Receptors FC段受体，亲细胞活性,促
6、进可变区与抗原表位结合； 暴露补体结合位点，活化补体,（二）免疫球蛋白的其它成份,1、J链（Join Chain,)连接多聚体 Ig 的蛋白质，存在于SIgA 和IgM。,J 链,SIgA（分泌型 IgA),J 链,IgM,2、 分泌片（Secretory piece,SP）只存在于粘膜分泌型IgA中，由上皮细胞合成，防止蛋白酶对IgA的水解。,SIgA,SP,Origin of Secretory Component of sIgA,（三）免疫球蛋白的水解片断,IgG 酶解后的比较,三 Ig的血清型,Ig具有双重性：做为抗体能结合抗原做为大分子蛋白质能被其它抗体结合,Ig的血清型可分为3种：
7、1. 同种型（Isotype）同一种属所有个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性，其抗原决定簇主要存在于Ig的C区。,（1）类和亚类（根据重链C区免疫原性的不同）IgG (gamma)IgA (alpha)IgM (mu)IgD (delta)IgE (epsilon),类,亚类,IgG：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA：IgA1, IgA,Classes,Subclasses,（2）型和亚型(根据轻链C区免疫原性的差异),亚型(链)：,(kappa)型 (lambda)型,型,1，2，3，4,2、同种异型（Allotype）同一种属不同个体所具有的Ig在抗原性上的差异，主要存
8、在于重链和轻链的恒定区特定部位的某个或数个氨基酸的不同中。,3）独特型（Idiotype）同一个体不同Ig的免疫原性各不相同，主要存在于Ig 的V区。,同一物种Ig共有的免疫原性，存在于C区。,同一物种不同个体Ig免疫原性差异，差异在于C区某些AA不同。,同一个体内各Ig免疫原性差异，存在于V区。,（个体型标志）,（种属型标志）,（细胞型标志）,四、免疫球蛋白的功能,V区的功能特异性结合抗原抗体结合相应抗原分子，中和作用，发挥免疫效应BCR特异性识别并结合抗原分子 ，介导体液免疫应答。,Neutralization By Antitoxin Antibodies,Neutralization
9、By Antiviral Antibodies,C区的功能激活补体 IgM、IgG13 激活补体经典途径凝聚的IgA、IgE和IgG4 激活补体旁路途径,结合细胞表面FcR1）调理作用（opsonization)IgGIgFc段与吞噬细胞表面FcR结合促吞噬；,动画演示调理吞噬作用,2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)IgG NK,IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞等）借助所表达的IgG FcR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，从而直接杀伤靶细胞,ADCC作用,3）介导型超敏反应 I
10、gE,Rest mast cell,activated mast cell,穿过胎盘和粘膜IgG通过胎盘；sIgA穿过粘膜,五 各类Ig的特性与功能,IgG IgM IgA IgD IgE,IgG,血清中含量最高； 多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体（75-80%）； 通过胎盘自然被动免疫； 活化补体经典途径（IgG3IgG1IgG2）； 调理作用、ADCC等； 参与、型超敏反应，某些自身抗体,IgM,分子量最大巨球蛋白（macroglobulin）； 个体发育中最先出现（胚胎晚期即产生），抗原初次刺激后最先产生； 强大激活补体能力，早期免疫防御中具重要作用； 天然血型抗体； 参与、型超敏反应 mI
11、gM,IgA,分为血清型和分泌型； sIgA 黏膜局部抗感染的重要因素； 初乳中的sIgA自然被动免疫,IgD,血清含量低（0.2%），生物学作用尚不清楚 mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD,mIgM,mIgD,成熟B细胞,活化B细胞,未成熟B细胞,IgE,血清中含量最低； 属亲细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱粒细胞表面FcR结合，介导I型超敏反应； 抗寄生虫免疫。,一般特点 生物学活性 免疫功能 IgG 血清中浓度 1.激活补体 1.免疫防御(抗感染)最高 2.调理作用 抗菌、抗病毒、抗毒素再次免疫 3.ADCC 2.天然被动免疫(通过胎盘)应答主要抗体4.通
12、过胎盘 3.自身免疫病(自身抗体) 4.参与、型超敏反应 IgM 合成最早, 激活补体 1.免疫防御(抗感染)分子量最大 2.B细胞抗原受体3.血型抗体4.参与、型超敏反应,一般特点 生物学活性 免疫功能 IgA 血清型 激活补体 血清型:免疫防御分泌型:粘膜局部免疫天然被动免疫 IgE 血清中浓度 介导型超敏反应 免疫防御最低 (抗寄生虫感染) IgD 血清中浓度 膜型：B细胞成熟标志 很低 血清型: 功能不清楚,六、人工制备抗体,多克隆抗体单克隆抗体,多克隆抗体 （polyclonal antibody）,用含多种抗原表位的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混合物），此为多克隆抗体。来源广泛，制备容易；特异性不高。,带有多个表位,针对不同表位的B细胞,克隆增殖,多种抗体的混合物 （多克隆抗体）,刺激小鼠,单克隆抗体 monoclonal antibody, mAb,借助小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对某一特定抗 原表位）的抗体。纯度高、特异性强、可大量生产。,目的要求,一、掌握概念抗体，Ig, 单克隆抗体 二、掌握Ig的基本结构 三、掌握Ig的功能 四、熟悉各种Ig的特点、Ig的血清型,
