《03抗体修改-本科2培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《03抗体修改-本科2培训课件（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1医 学 免 疫 学（Medical Immunology)第四章 免疫球蛋白和抗体张红欣 免 疫 教 研 室 电话：6222151Antigen：I am aloneHello, I am antibody2 与抗体有关的诺贝尔奖获得者 1901von Bering血清治疗1908Ehrlich & Metchnikoff抗体生成、吞噬1972Edelman & Poter抗体分子结构1977Yalow放射免疫测定1984Koler,Milstein & Jerne单克隆抗体1987TonegawaIg基因结构3Ab和Ig的基本概念抗体的发
2、现和研究历史：1890年(Behring): 白喉类毒素 免疫 动物血清白喉毒素白喉毒素中和毒素(抗毒素)5并发现在血清蛋白中主要是 g-球蛋白（丙种球蛋白）具有抗体活性。抗体抗体(antibody，Ab)凝集素抗毒素溶菌素沉淀素1930s年发现：6血清蛋白电泳图谱显示：白蛋白球蛋白abgabgabg未免疫动物血清免疫动物血清免疫动物血清+抗原处理后7关于抗体和免疫球蛋白基本概念 抗体(antibody, Ab) :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，主要存在于血清等体液中，能与相应的抗原特异性结合，显示体液免疫功能免疫球蛋白（immunoglo
3、bulin, Ig）:具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体= 生物学功能上的概念，Ab均是Ig免疫球蛋白 = 化学结构上的概念，Ig不一定是抗体 包括：膜型（B细胞受体，BCR）； 分泌型（血液和组织液）8第一节、Ig的分子结构抗原有多种表位，可诱导产生针对各个表位的不同抗体，它们的氨基酸序列不一样。C端研究的难点突破口人多发性骨髓瘤患者。多发性骨髓瘤是一种恶性浆细胞瘤，其分泌结构均质的免疫球蛋白。9（一）四肽链结构： Ig单体组成： 两条相同重链（heavy chain, H链） 两条相同轻链（light chain, L链） 二硫键 (-S-S-)N端C端一、Ig的基本结构10（
4、一）重链和轻链 重链: (450550aa) 根据C区氨基酸组成及序列差异分为： g a d m e (链) 组成的Ig：IgG IgA IgD IgM IgE 轻链: (210aa) 根据C区氨基酸组成及序列差异分为两型: k型和l型 11 1. 可变区（variable region, V区） 氨基酸序列变化很大 H链N端(1/41/5)+ L链N端(1/2) 分别表示为VH、VL N端C端（二）可变区和恒定区：CarbohydrateVLVLVH12 V区又分为两大部分： 1)、高变区 (hypervariable region, HVR), 直接结合抗原的位点, 也称互补决定区 (co
5、mplementarity-determining region，CDR） VH区/VL区均含3个，分别称： HVR1、HVR2、HVR3或CDR1，CDR2、CDR 3 2)、骨架区: 稳定CDR空间构型。13V区的高变区（HVR）N端C端CarbohydrateVLVLVHCDR1CDR2CDR31415 2. 恒定区（constant region, C区）氨基酸序列相对恒定 H链C端(3/4或4/5)+L链C端(1/2)分别表示为CH和CLIgG、IgA和IgD: CH1, CH2, CH3IgE和IgM: CH1, CH2, CH3, CH4CarbohydrateCH1CLCH2C
6、H3CH2CH3CLN端C端16Ig的V区与C区的关系： 针对不同抗原的同一类别的Ig： V区不同，但C区恒定 针对同一抗原的不同类别的Ig： V区相同，但C区不同17铰链区（三）铰链区绞链区：位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸和半胱氨酸脯氨酸：易于伸展弯曲，易被酶裂解半胱氨酸：形成二硫链，连接两条重链CH1CH2CH2注意：IgE和IgM缺乏铰链区，但以CH2代替1819IgA, Ig G, Ig D的铰链区与IgE和IgM的CH2相当IgA, Ig G, Ig D的CH2与IgE和IgM的CH3相当IgA, Ig G, Ig D的CH3与IgE和IgM的CH4相当20（四）Ig的功能区(结
7、构域）：Carbohydrate铰链区CH1VLVLCLCH2CH3CH2CH3CLVH Ig分子通过链内二硫键折叠成若干个能行使特定功能的球形单位，每个球形单位为一个功能区。 L链：VL区、CL区 H链：VH区、CH1区 CH2区 CH3区 CH4区(IgM、IgE ) 免疫球蛋白超家族（IgSF) 具有Ig结构域的其它蛋白2122免疫球蛋白折叠二硫链疏水作用结构域放大B片层B片层B片层二硫链CDR1CDR2CDR32324各结构域的功能： VH、VL：结合抗原。 CH1、CL：Ig的遗传标记所在区,连接轻-重链，有助 于结合抗原 CH2：结合和活化补体:IgG-CH2（IgM-CH3） 穿
8、过胎盘（IgG）和粘膜（IgA） CH3/CH4：亲细胞性: IgG-CH3与单核细胞上FcR结合免疫调理； IgE-CH4与肥大细胞上FcR结合I型超敏反应25（一）连接链 (joining chain，J链) 作用: 参与Ig多聚体合成二、Ig的其他成分26J链27（二）分泌片 (secretory piece，SP） 粘膜上皮细胞分泌 介导分泌型IgA的转运至粘膜 保护分泌型IgA不被蛋白酶降解IgA二聚体2829木瓜蛋白酶FcFab（一）木瓜蛋白酶Fab(抗原结合片段)： 与抗原结合,与一个表位结合，单价，不能形成凝集反应和沉淀反应 Fc(可结晶片段): 与细胞结合,保留重链的其他功能
9、性。三、免疫球蛋白的水解片段30（二）胃蛋白酶F(ab)2：与两个抗原结合，双价，可形成凝集反应或沉淀反应。pFc: 无生物活性的小碎片 保留了抗原结合活性，避免Fc段抗原性引起的副作用 胃蛋白酶Fc PeptidesF(ab)231 第二节、免疫球蛋白的异质性一、免疫球蛋白的类型32二、外源因素所致的异质性Ig的多样性 抗原具有多样性、抗原表位具有多样性，导致刺激产生不同特异性抗体，以及针对同一个表位的不同类型的抗体。 外源因素：多样性抗原的存在33human Igantiserum1. 同种型(isotype)：（=种属特异性）表位存在于Ig的C区三、内源因素所致的异质性：Ig的血清型(A
10、nti-Human Igantibody)342. 同种异型(allotype ）表位主要存在于Ig的C区353. 独特型(idiotype)表位存在于Ig的V区,包括高变区和骨架区36第三节、Ab的生物学功能一、V区：结合特异性抗原Ag37二、C区1、激活补体(CH2/CH3区)IgG1,G2,G3（CH2）和IgM（CH3)：通过经典途径激活补体IgA、IgE和IgG4：形成聚合物后通过旁路途径激活补体382、亲细胞性：结合Fc段受体（FcR)（1）、调理吞噬作用(CH3/CH4区)39（2）、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated
11、cytotoxicity, ADCC)40（3）、介导I型超敏反应(IgE)Ag41 3、穿过胎盘和黏膜粘膜固有层浆细胞粘膜上皮细胞IgG：穿越胎盘进入胎儿分泌型IgA：穿越呼吸道、消化道和泌尿生殖道，存在于泪液、唾液和乳汁中4243第四节、各类Ig的特性和功能一. IgG44 一. IgG（一）含量：最多，占血清中Ig的75-80%；（二）分类：4 个亚类IgG1, G2, G3,G4（三）功能：1. 抗感染: 作用最强（抗菌，抗病毒，抗毒素）（抗感染免疫的“主力部队”）产生迟，维持久（迟来迟去）2. 能激活补体: IgG3IgG1IgG2, IgG4无此作用3. 可通过胎盘：唯一能通过胎盘
12、的Ig4.调理作用：包被细菌等颗粒性物质的IgG，借助Fc段与M、中粒细胞等结合，促进其吞噬杀菌。5. 介导ADCC作用：NK细胞表面有IgG的FcR45二. IgMIgM J 链分 泌 型 IgM膜结合型 IgM（mIgM)mIgM(构成BCR) Iga IgbIga Igb细胞膜细胞浆46二. IgM（一）含量及分布：占血清Ig总量的5-10%，合成最早（胚胎后期），主要分布在血管内。新生儿脐血IgM升高提示宫内感染。 （二）结构：五聚体，分子量最大（三）功能： 1. 抗感染：早来早去（抗感染免疫的“先锋部队”） 2. 血清学反应作用强：凝集、免疫调理等 3. 激活补体: 作用最强 4.
13、B细胞受体：单体膜结合型IgM。未成熟B细胞只表达mIgM47三. IgA 和 SIgA血清型分泌型48三. IgA 和 SIgA（一）血清型：单体，占血清总Ig的10-15%（二）分泌型（SIgA）：二聚体，含有J链和分泌片 分布及功能：主要存在于胃肠道、支气管和泌尿生殖道分泌液，初乳，唾液和泪液 参与黏膜局部抗感染（抗感染免疫的“边防军”） 49四. IgD:1.分为两型：血清型和膜结合型。膜结合型构成B细胞受体（BCR）2.铰链区较长，易被蛋白酶降解3.在血清中的功能不明确。未成熟B细胞只表达mIgM，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD；活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失。5
14、0五. IgE:1. 正常人血清中含量最少 (寄生虫感染、过敏反应时升高)2. 亲细胞性抗体-与肥大细胞/嗜碱性粒细胞Fc受体结合 可引起I型超敏反应51第七节、人工制备抗体抗体技术的发展经历了三个阶段第一代：多克隆抗体第二代：单克隆抗体第三代：基因工程抗体52 用抗原免疫动物后获得的免疫血清（抗血清） 由不同克隆的B细胞针对不同抗原决定簇所产生。一、多克隆抗体（polyclonal antibodies，pAb）天然抗原为多价抗原53克隆： 指由一个祖先细胞经分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞系或细胞群多克隆抗体： 一种天然抗原通常具有多个表位，可刺激多个B细胞克隆发生免疫应答，产生的
15、抗体为针对多个表位的多克隆抗体。优点：作用全面、来源广泛、制备容易缺点：特异性不高、易发生交叉反应、不易大 量制备 54二、单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb)： 单克隆抗体 一个B细胞克隆所产生的，只针对一个抗原表位的均一抗体 优点：结构均一、纯度高、特异性强、效价高、少或无交叉反应、制备成本低 缺点：鼠源性，可诱导免疫应答5556三、基因工程抗体 既保持单克隆抗体的均一性、特异性强的特点，又克服鼠源的弊端，通过基因操作而产生的单克隆抗体，叫基因工程抗体。思路： 1 将部分或全部人源抗体的编码基因克隆到真核或原核表达体系，体外表达人-鼠嵌合或人源化抗体 2 人源抗体的编码基因转移至已剔除自身抗体编码基因的小鼠体内，主动免疫诱导人源抗体。57 本章主要内容小结 Ab和Ig的概念 Ig的基本结构（轻重链、C和V区、HVR/CDR) Ig的结构域、水解片段 Ab的功能 各类Ig的特性及功能 多克隆和单克隆抗体58
