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1、免疫球蛋白 (Ig),第二章,本章教学大纲【目的要求】1. 掌握 抗体、免疫球蛋白、多克隆抗体的概念；掌握各类免疫球蛋白的特性和功能；掌握免疫球蛋白的水解片段。2. 熟悉 抗体的生物学作用；免疫球蛋白的基本结构和结构域。,抗体（antibody,Ab)：是B细胞识别抗原后增殖分化为桨细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。,基本概念,定义 : 抗体 (Ab) B细胞识别Ag后增殖分化为浆细胞所产生的， 具有与Ag特异性结合活性的球蛋白，主要存 在于血清等体液中。,Ag1,Ab1,Ag1-Ab1,Ab2,Ag2-Ab2,Ag2,B细胞1,B细胞2,
2、浆细胞1,浆细胞2,免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。 抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定是抗体。 分泌型Ig(sIg)和膜型Ig(mIg) 分泌型：存在于体液（血液、组织液、外分泌液） 膜型： B细胞膜表面,基本概念,抗体与免疫球蛋白的关系,骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体相同，却无抗体活性，免疫球蛋白不等于抗体，而抗体均是免疫球蛋白。 免疫球蛋白是化学结构上的概念，而抗体是生物学功能上的概念 所有的抗体都是免疫球蛋白，而并非所有的免疫球蛋白都是抗体。,第一节 免疫球蛋白的结构,一.免疫球蛋白分子的基本结构 二.免
3、疫球蛋白的结构域 三.免疫球蛋白的水解片段,一.Ig分子的基本结构,（一）重链和轻链 （二）可变区与恒定区 （三）免疫球蛋白的血清型,免疫球蛋白分子的基本结构,是一Y型的四肽链，由两条完全相同的重链(heavy chain, H)和两条完全相同的轻链(light chain, L)以二硫键连接而成。,Ig肽链结构,两端,C 端,N 端,三区,可变区（V区）,超变区（互补决定区）,恒定区（C区）,骨架区,铰链区,可变区,1.二硫键连接的四肽链。 2.Y形对称结构，二对链 （重链，轻链） 3.二端： NH2末端, -COOH末端 4.可变区、恒定区,恒定区,（一）重链和轻链1.轻链 (L链）大约2
4、14 a.a,糖基(-) 型别（ type）: 、2.重链（H链） 大约450-550 a.a, 糖基(+) 类别（Class ）:H链 (Ig) IgA IgG IgM IgD IgE,抗体分子类别及亚类的特性,IgM m,IgG g,IgA a,IgE e,IgD d,V 区,C 区,CH,类别,g：1, g2, g3 ,g4 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 a: a1, a 2 IgA 1, IgA 2,亚类,根据氨基酸排列顺序的不同分为：可变区（V）和恒定区（C） 可变区（V区）：氨基酸组成、排列顺序变化较大 恒定区（C区）：氨基酸数量、种类、排列顺序及 含糖量都比较稳定
5、,（二）可变区与恒定区,1.可变区（Variable region，V区）,区域：L链N端 1/2处（VL）110个aa；H链N端1/5-1/4处（VH）118个aa。 高变区（HVR): VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，形成Ag结合位点（互补决定区CDR） HVR1，HVR2，HVR3又分别称为CDR1，CDR2，CDR3 骨架区（FR）:维持高变区的空间构型。 VH和VL各有4个骨架区 FR1、 FR2、 FR3和FR4,2.恒定区,C-末端 1/2L+3/4(4/5)H 位于Ig 分子的C端，占轻链1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。 在
6、同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。,5类Ig中IgG、IgD、IgE和血清型IgA均由一个单体组成。分泌型IgA是二聚体，IgM是五聚体。通过J链和二硫键连接的。,二、免疫球蛋白的结构域,Ig的H链、L链每隔110个氨基酸即由链内二硫键连接形成一个能行使特定功能的球性单位，称为Ig的结构域或功能区（domain）。,VH和VL:识别和结合抗原 CH和CL:同种异型的遗传标志 CH2:补体C1q结合位点IgG可通过胎盘 CH3/CH4:与多种细胞表面的FcR结合(免疫调理,I型超敏反应),各功能区的作用,免疫球蛋白的功能区,位于CH1与CH2之间 含有丰富的脯氨酸
7、，因此易伸展弯曲。 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 IgG、IgA、IgD有,三、 铰链区,三.免疫球蛋白的酶解片段,1.木瓜蛋白酶水解片段 2.胃蛋白酶水解片段,1.木瓜蛋白酶水解片段,木瓜蛋白酶水解IgG：得到两个相同的Fab段和一个Fc段。,2.胃蛋白酶水解片段,胃蛋白酶裂解IgG：得到一个具有双价活性的F（ab）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc）,第二节 各类免疫球蛋白的特性和功能性,一、各类免疫球蛋白的生物学特性 二、免疫球蛋白的主要功能,抗体分子的生物学活性,1.特异性结合抗原（病毒、毒素、细菌） 2.固定补体（IgM、IgG） 3.结合组织细胞调理作用（IgM、IgG）介导A
8、DCC（IgG、IgM）介导I型超敏反应（IgE） 4.穿越胎盘（IgG）和黏膜（sIgA） 5.具有抗原性,IgG多为单体，是唯一能通过胎盘的抗体 据重链（链）免疫原性，IgG分4个亚类,1.IgG,二、各类免疫球蛋白的特性功能,出生后3个月开始合成，35岁接近成人 IgG1、IgG2和IgG3能通过经典途径激活补体 血清含量最高(75%80%),也是丙种球蛋白的主要成分 半衰期较长（2030d） 主要的抗感染抗体(具有抗菌、抗病毒、中和毒素和免疫调理作用) 参与II、III型超敏反应,IgG的特点,为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。 IgM激活补体、结合抗原、免疫调理作用比IgG强
9、 天然血型抗体是IgM,2.IgM,IgM,J 链,IgM 抗 体 结 构,分 泌 型 IgM,膜 型 IgM,sIgM,Iga Igb,Iga Igb,IgM是个体发育中最早产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，提示胎儿曾有宫内感染,占血清Ig的5%-10%。 IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期短，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。 mIgM是B细胞抗原受体（BCR）的主要成分 也可参与II、III型超敏反应,IgM的特点,分为血清型和分泌型两种。占血清Ig的5%-10%。血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为单体。而分泌型IgA（sIgA）是
10、由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生，为双体、三体或多体。 sIgA主要存在于唾液、泪液、以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。,3.IgA,IgA的特点,参与皮肤粘膜的局部抗感染作用 初乳中含有高浓度的sIgA-母乳喂养 通过替代途径激活补体 参与型超敏反应,IgD是B细胞的重要表面标志 膜型IgD 作为BCR的组成部分，发挥信号传导作用 B细胞的分化过程中首先出现mIgM，mIgD的出现标志着B细胞成熟 对防止免疫耐受有一定作用,4.IgD,血清中含量最低 可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc受体（FcR）结合，引起型超敏反应 参与抗寄生虫免疫反应,5.I
11、gE,抗体是免疫应答中最重要的免疫分子，抗体与抗原特异性结合由可变区，与抗原结合后激发的效应功能由恒定区完成。,第三节 抗体的生物学作用,2. Fc（C区） （1）激活补体 （2）结合细胞 抗体调理作用 介导I型超敏反应 （3）穿越胎盘和黏膜,1. Fab （V区） 特异性结合抗原 （1）中和作用（病毒、毒素） （2）抑制细菌吸附,一、结合抗原 激活补体,三 结合Fc受体,不同细胞表面有不同Ig的受体，不同抗原与Ig结合后可表现不同的生物学作用 一、调理吞噬作用 （如IgG的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgGFc受体，增强吞噬细胞的吞噬作用）,二 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,抗体依赖的
12、细胞介导的细胞毒作用 （ADCC）指具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表面的FC受体识别结合靶抗原，如病毒感染细胞和肿瘤细胞上的抗体Fc段，直接杀伤靶抗原,三 介导型变态反应,IgE抗体由于Fc段结构特点，可在游离情况与有相应受体的细胞（如嗜碱性粒细胞 和肥大细胞）结合，称为亲细胞抗体。当相同的变应原再次进入致敏机体时，可与嗜碱性粒细胞和肥大细胞膜上特异的IgE结合，引起型变态反应 。,四 穿过胎膜与粘膜,IgG是唯一能通过胎膜的免疫球蛋白SIgA 通过上皮细胞分泌呼吸道等粘膜表面，,第四节 人工制备抗体的制备类型,一.多克隆抗体 二.单克隆抗体 三.基因工程抗体,一、多克隆抗体（PcAb）,
13、概念：是由含多种抗原表位的抗原物质（天然的抗原物质）免疫机体，刺激、活化多个B细胞克隆所产生的针对多种不同抗原表位的多种特异性抗体的混合。 在体内，多克隆抗体是机体发挥特异性体液免疫效应的重要分子。 在体外，多克隆抗体主要来源于动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群。,多克隆抗体的特点,来源广泛、制备容易。但不易大量制备，其应用受到限制。 是多种不同抗原表位特异性抗体的混合，因此，它不能针对某一特定表位，特异性不高，常出现交叉反应。,二、单克隆抗体（McAb）,概念：借助小鼠B细胞杂交瘤技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗定抗 原表位）的抗体。 特性：具
14、有纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应，制备成本低可大量生产等。 应用：疾病的诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物的制备等。 单克隆抗体函待解决的关键问题之一是鼠源抗体引起人的抗小鼠抗体反应。,三、基因工程抗体（GeAb）,概念：借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修饰，重新组装，再转染到合适的受体细胞所表达的新型抗体分子。,一、名词解释抗体 免疫球蛋白 单克隆抗体二、简答题1.通过木瓜蛋白酶水解IgG可获得哪几种酶解片段？各片段有什么生物学作用？2.婴儿可通过哪些途径获得母体的抗体？有何意义？3.血清中IgM增高有何意义？,复习题,
