《兽医免疫学课件：第五章抗体》由会员分享，可在线阅读，更多相关《兽医免疫学课件：第五章抗体（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章第三章 免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体 动物机体在有效抗原的刺激下B淋巴细胞分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称抗体（抗体（antibody) 1968年世界卫生组织决定，将具有抗 体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白免疫球蛋白( (immunoglobulinimmunoglobulin, ,IgIg) )第一节第一节 免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构一一 免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构 Ig的基本结构是由四条对称的多肽链构成的单体，Ig单体包括两条相同的分子量较大的重链和两条相同的分子量较小的轻链。Ig的模式图
2、1 2 Ig分子结构模拟图2Ig分子结构模拟图1（一）重链与轻链（一）重链与轻链重重链（链（heavy chain ,H链）链） 由420440个氨基酸组成，分子量为50 00070 000，可分为一个可变区（variable region，VH）和三个恒定区（constant region, CH）。 VH：自氨基端起到第110个氨基酸，有4个超变区（hyperviarible region），分别位于3137、5158、8491、101110氨基酸区域，其余区域为骨架区，氨基酸序列的变化较小。 根据Ig重链抗原性的差异，免疫球蛋白可分为五类，即IgG, IgM, IgA, IgD,及IgE
3、，其相应重链类型分别称为、及 轻链（轻链（light chain, L链）链） 由213214个氨基酸组成，分子量为22 500，有一个可变区（VL）和一个恒定区（CL）。 VL：自氨基端起到第109位氨基酸，内有3个超变区，分别位于2632、4855、9095氨基酸区域，其余为骨架区。根据抗原性不同，可以分为、两种（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区 可变区（可变区（varialbe region , V区）区） 在在V区内，某些区域氨基酸残基的组成和排区内，某些区域氨基酸残基的组成和排列顺序比列顺序比V区内其他区域更易变化，这些区域区内其他区域更易变化，这些区域称为称为超变区超变区。三
4、个超变区共同组成。三个超变区共同组成Ig的抗原结的抗原结合部位，该部位也称为互补性决定区（合部位，该部位也称为互补性决定区（CDR）恒定区（恒定区（constant region, C区区）（三）其他结构（三）其他结构J链（链（joining chain ,J链）链）分泌片段（分泌片段（secretory piece ,SP）二二 免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区 Ig的H、L链每隔110个氨基酸残基即由链内二硫键连接并经片层折叠（ sheet fold）形成一个能行使特定功能的球形单位，称为Ig的功能区或称结构域（domain）:VH-VL 抗原结合位点CH-CL 遗传位点CH2-CH2
5、 补体结合位点CH3-CH3 细胞结合位点绞链区三三 IgIg水解片段水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用（一）木瓜蛋白酶的水解作用 木瓜蛋白酶（木瓜蛋白酶（papain）使使Ig在绞链区重链间在绞链区重链间二硫二硫 键近键近N端处切断，形成端处切断，形成3个水解片段：个水解片段： 两个相同的单价抗原结合片段（两个相同的单价抗原结合片段（fragment of antigen- binding）简称简称Fab段段一个可结晶的片段（一个可结晶的片段（crystalizable fragment）Fc段段（二）胃蛋白酶的水解作用（二）胃蛋白酶的水解作用 胃蛋白酶（胃蛋白酶（pepsin）可使可使Ig
6、于于绞链区重链间二硫绞链区重链间二硫键近键近C端处断开，形成一个具有与抗原双价结合端处断开，形成一个具有与抗原双价结合F（ab）2片段和无生物活性的小分子多肽碎片片段和无生物活性的小分子多肽碎片(pFc)。第二节第二节 五类免疫球蛋白的特点与功能五类免疫球蛋白的特点与功能一一IgG(模式图模式图）二二 在血清中含量最高，占在血清中含量最高，占Ig总量的总量的75%二二IgM（模式图模式图）三三 血清中的血清中的IgM为五聚为五聚体体三三IgA （模式图模式图）四四 有有血清型（单体）及血清型（单体）及分泌分泌型（双体）型（双体）五五四四 IgE六六五五 IgD第三节第三节 免疫球蛋白的生物学活
7、性免疫球蛋白的生物学活性一一 特异性结合抗原特异性结合抗原 抗体与抗原结合的特异生是由抗体与抗原结合的特异生是由Ig V区的氨基酸组成及区的氨基酸组成及空间构型所决定。重链及轻链的空间构型所决定。重链及轻链的CDR共同构成供抗原表共同构成供抗原表位互补结合的构象。抗体与抗原之间的总结合力称为亲位互补结合的构象。抗体与抗原之间的总结合力称为亲和力（和力（avidity）。）。二二 激活补体激活补体 三三 通过与细胞通过与细胞Fc受体结合发挥生物效应受体结合发挥生物效应 体内多种细胞具有体内多种细胞具有Ig 的的Fc受体。不同类的受体。不同类的Ig其其Fc段段可与不同细胞的相应可与不同细胞的相应F
8、cR结合，产生不同的生物效应结合，产生不同的生物效应1.调理作用调理作用（opsonization）2.发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）3.介导介导I型超敏反应型超敏反应4.人人Ig的的Fc段与段与SPA结合结合四四 选择性传递选择性传递 人类人类IgG能能借助借助Fc段选择性地与胎盘微血管内皮细胞段选择性地与胎盘微血管内皮细胞可逆性结合，主动穿过胎盘进入胎儿血循环。此外，可逆性结合，主动穿过胎盘进入胎儿血循环。此外，S IgA可经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道发挥局部免疫可经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道发挥局部免疫作用。作用。GO五五
9、免疫球蛋白的抗原决定簇免疫球蛋白的抗原决定簇1.同种型同种型（isotype）：）：在同一种属动物所有个体共同在同一种属动物所有个体共同具有的免疫球蛋白抗原抗原性具有的免疫球蛋白抗原抗原性2. 同种异型同种异型（allotype）：）：同种动物不同个体的免疫球同种动物不同个体的免疫球蛋白所表现出来的抗原差异性蛋白所表现出来的抗原差异性3. 独特型独特型（idiotype）：）：又称个体基因型，抗体分子针又称个体基因型，抗体分子针对对 不同抗原表位的可变区所表现出来的抗原性。不同抗原表位的可变区所表现出来的抗原性。第四节第四节 免疫球蛋白的基因结构与抗体多样性免疫球蛋白的基因结构与抗体多样性 B
10、淋巴细胞内存在3个编码Ig的基因库，即重链H基因库及轻链、基因库。 Ig的H、L链的V区及C区分别由V基因及C基因编码。Ig的H链基因由VDJC组成，L链基因由VJC组成Ig主要由脾、淋巴结和其他淋巴组织内的桨细胞所产生。重链和轻链分别合成，然后装配。Ig的合成过程：转录、mRNA剪切、合成重链和轻链；在粗面内织网装配四肽链；转运、加糖基、分泌胞外。IgG半衰期为23天、IgM为5天编码编码Ig基因的多样性基因的多样性体细胞突变体细胞突变V、D、J基因连接的多样性基因连接的多样性抗体多样性及其机制抗体多样性及其机制一一 Ig重链重链VDJ基因重排基因重排二二 Ig轻链轻链基因结构与基因结构与V
11、J重排重排三三 抗体多样性机理抗体多样性机理第五节第五节 人工制备的抗体人工制备的抗体一、多克隆抗体（polyclonal antibody , PcAb） 概念：概念：采用传统免疫方法，将抗原经不同途径注入动物体内，经数次免疫后采取动物血液，分离出血清，由此获得的抗血清即为多克隆抗体。抗原的多成分性抗原的多成分性多抗原表位多抗原表位同一抗原表位也是由多个同一抗原表位也是由多个B细胞克隆所产生细胞克隆所产生动物对其他无关抗原的应答动物对其他无关抗原的应答原因：原因：二、单克隆抗体（ monoclonal antibody , McAb ） 概念：概念：由一个始祖细胞分化，增殖所产生的遗传性完全
12、相同的细胞群称为克隆（clone）。由一个克隆B细胞产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体 特点：特点：高特异性、高纯度、均质性好、亲和力不变、重复性高特异性、高纯度、均质性好、亲和力不变、重复性强、效价高、成本低和大量生产等。强、效价高、成本低和大量生产等。 基本过程：基本过程： （单克隆抗体的制备简图） B细胞细胞 免疫免疫Balb/c小鼠后，取其脾脏，产生抗体小鼠后，取其脾脏，产生抗体 骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 营养缺陷性细胞，缺少次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸营养缺陷性细胞，缺少次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（核糖转移酶（HGPRT酶酶) 饲养细胞饲养细胞 小鼠巨噬细胞小鼠巨噬细胞
13、培养基培养基 HAT选择培养基（选择培养基（H：次黄嘌呤，次黄嘌呤，T：胸腺嘧啶核苷，胸腺嘧啶核苷，A ：氨基喋呤氨基喋呤三 、基因工程抗体（genetic engineering antibody, GeAb）嵌合抗体（嵌合抗体（chimeric antibody)重构抗体（重构抗体（reshaping antibody)单链抗体（单链抗体（single-chain antibody)Ig相关分子相关分子噬菌体抗体（噬菌体抗体（phage antibody)四、催化抗体（四、催化抗体（catalyticantibodycatalyticantibody) ) 即抗体酶即抗体酶(abzyme)，是具有催化活性的抗是具有催化活性的抗体，其将抗体结合抗原的特异性和酶催化的高体，其将抗体结合抗原的特异性和酶催化的高效性有效结合。效性有效结合。返回返回CH1VLCLVHCH2 CH3Hinge RegionCarbohydrateDisulfide bond返回返回返回返回返回返回CRD返回返回返回返回返回BackBack返回返回返回返回BBBBB抗体的同种型抗体的同种型抗体的同种异型抗体的同种异型抗体的独特型抗体的独特型BBBBBB返回返回
