抗体和免疫球蛋白

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1、第二章第二章 抗体和免疫球蛋白抗体和免疫球蛋白概念：概念：抗体（抗体（抗体（抗体（Antibody,AbAntibody,AbAntibody,AbAntibody,Ab）：）：）：）：是指能和相应抗原特是指能和相应抗原特是指能和相应抗原特是指能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。异性结合的具有免疫功能的球蛋白。异性结合的具有免疫功能的球蛋白。异性结合的具有免疫功能的球蛋白。免疫球蛋白（免疫球蛋白（免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin,IgImmunoglobulin,IgImmunoglobulin,IgImmunoglobulin,Ig）: : : :是指具有是指具

2、有是指具有是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。 第一节 免疫球蛋白的结构和功能 一、免疫球蛋白基本结构一、免疫球蛋白基本结构 二、免疫球蛋白的其他成分二、免

3、疫球蛋白的其他成分 三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段 四、免疫球蛋白的功能四、免疫球蛋白的功能轻链轻链重链重链一一 免免疫疫球球蛋蛋白白的的基基本本结结构构四四条条链链对对称称结结构构810一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构 -四肽链对称结构四肽链对称结构（一）重链和轻链（一）重链和轻链重链（重链（heavy chain) 简简称称H链链 由由由由440440个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约55-7555-75KDKD。 H H链含有少量糖类，所以链含有少量糖类，所以链含有少量糖类，所以链含有少量糖类，所以I

4、gIg属于糖蛋白。属于糖蛋白。属于糖蛋白。属于糖蛋白。 根据根据根据根据HH链的抗原性不同，可将免疫球蛋白（链的抗原性不同，可将免疫球蛋白（链的抗原性不同，可将免疫球蛋白（链的抗原性不同，可将免疫球蛋白（Ig) Ig) 分为五类。分为五类。分为五类。分为五类。五类免疫球蛋白：五类免疫球蛋白：IgG 的的H链：链：链链 （gamma)IgA 的的H链：链：链链 (alpha)IgM 的的H链：链：链链 (mu)IgD 的的H链：链：链链 (delta)IgE 的的H链：链：链链 (epsilon)（一）重链和轻链（一）重链和轻链轻链（轻链（light chain）简简称称 L链链 由由由由214

5、214个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约个氨基酸组成，分子量约2525KDKD 根据根据L链的抗原性不同，把链的抗原性不同，把L链分成二型：链分成二型： 型，型，型型 同一个同一个Ig分子上分子上H链同类，链同类，L链同型，把链同型，把 Ig分子分成五类十型分子分成五类十型（二）、可变区和恒定区（二）、可变区和恒定区可变区（可变区（可变区（可变区（variable regionvariable region）简称简称简称简称V V区，区，区，区，位于位于位于位于L L链链链链靠近靠近靠近靠近N N端的端的端的端的1/21/2和和和和HH链的链的链的链的1/41/

6、4，这个区段的氨基酸，这个区段的氨基酸，这个区段的氨基酸，这个区段的氨基酸组成及排列顺序是可以变化的。组成及排列顺序是可以变化的。组成及排列顺序是可以变化的。组成及排列顺序是可以变化的。高变区（高变区（高变区（高变区（ hypervariable region hypervariable region ）简称简称简称简称HVR HVR ，是是是是V V区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更区中氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高的区域，也是抗体与抗原决定簇结合的部位，高的区域，也是抗体与抗原决定簇结合的部位，高的区域，也是抗体

7、与抗原决定簇结合的部位，高的区域，也是抗体与抗原决定簇结合的部位，又称为又称为又称为又称为决定簇互补区（决定簇互补区（决定簇互补区（决定簇互补区（CDRCDR），），），），又是又是又是又是IgIg分子独分子独分子独分子独特型决定簇特型决定簇特型决定簇特型决定簇主要存在的部位。主要存在的部位。主要存在的部位。主要存在的部位。骨架区（骨架区（骨架区（骨架区（framework region,Frframework region,Fr）：）：）：）：V V区以外的区以外的区以外的区以外的部位，稳定部位，稳定部位，稳定部位，稳定HVRHVR的结构。的结构。的结构。的结构。（二）、可变区和恒定区（二）

8、、可变区和恒定区恒定区（恒定区（Constant region）简称简称C区，区，位位于于L链靠近链靠近C端端的的1/2和和H链靠近链靠近C端端的的3/4区域，这一区域的氨基酸组成和排列顺区域，这一区域的氨基酸组成和排列顺序比较稳定，所以叫恒定区，序比较稳定，所以叫恒定区，H链和链和L链链的恒定区分别称为的恒定区分别称为CH和和CL。 （三）、功能区（三）、功能区Ig分子的分子的H链和链和L链可通过链内二硫键链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球形结折叠成若干个球形结构，每一个球形结构由构由110个氨基酸组成，具有一定的生个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区。理功能，称为功能

9、区。 L链链功能区：功能区：VL、CLH链链功能区：功能区：VH、CH1、CH2、CH3免免疫疫球球蛋蛋白白的的功功能能区区（三）、功能区的作用三）、功能区的作用V VHH和和和和V VL L共同构成抗原结合的部位。共同构成抗原结合的部位。共同构成抗原结合的部位。共同构成抗原结合的部位。C CL L和和和和C CHH1 1为同种异型遗传标志所在的部位。为同种异型遗传标志所在的部位。为同种异型遗传标志所在的部位。为同种异型遗传标志所在的部位。IgGIgG的的的的C CHH2 2和和和和IgM IgM 的的的的C CHH3 3区区区区是补体结合点所在的是补体结合点所在的是补体结合点所在的是补体结合

10、点所在的部位，参与活化补体。部位，参与活化补体。部位，参与活化补体。部位，参与活化补体。IgGIgG的的的的C CHH3 3和和和和IgEIgE的的的的C CHH2 2、 C CHH3 3区能与组织细胞区能与组织细胞区能与组织细胞区能与组织细胞表面的表面的表面的表面的FcFc受体结合。受体结合。受体结合。受体结合。（四）、铰链区（四）、铰链区位于位于位于位于C CHH1 1 和和和和C CHH2 2之间之间之间之间含有较多的脯氨酸，具有弹性，可以自由展开含有较多的脯氨酸，具有弹性，可以自由展开含有较多的脯氨酸，具有弹性，可以自由展开含有较多的脯氨酸，具有弹性，可以自由展开180180度度度度,

11、 ,抗体分子变构的特性可使抗体分子变构的特性可使抗体分子变构的特性可使抗体分子变构的特性可使V V区合拢或张区合拢或张区合拢或张区合拢或张开，适合与抗原结合；暴露补体结合点，为补开，适合与抗原结合；暴露补体结合点，为补开，适合与抗原结合；暴露补体结合点，为补开，适合与抗原结合；暴露补体结合点，为补体活化创造条件。体活化创造条件。体活化创造条件。体活化创造条件。对蛋白酶敏感，经蛋白酶处理，多在此区被切对蛋白酶敏感，经蛋白酶处理，多在此区被切对蛋白酶敏感，经蛋白酶处理，多在此区被切对蛋白酶敏感，经蛋白酶处理，多在此区被切断。断。断。断。 二、免疫球蛋白的其他成分二、免疫球蛋白的其他成分连接链（连接

12、链（joining chain),简称简称J链，由浆细链，由浆细胞合成，连接胞合成，连接5个单体个单体IgM成五聚体，成五聚体，2个个IgA成双聚体，故成双聚体，故J链起稳定多聚体的作链起稳定多聚体的作用。用。分泌片（分泌片（secretory piece),简称简称SP,由上皮由上皮细胞合成，和分泌型细胞合成，和分泌型IgA连接，连接，使之不受使之不受环境中酶的破坏。环境中酶的破坏。二、免疫球蛋白的其他成分三、免疫球蛋白的水解片断NN2三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段 1. 经木瓜蛋白酶水解经木瓜蛋白酶水解经木瓜蛋白酶水解经木瓜蛋白酶水解IgG,IgG,得到得到得到得到3 3

13、个片段，个片段，个片段，个片段，2 2个相同个相同个相同个相同 的的的的FabFab段和段和段和段和1 1个个个个FcFc段段段段 FabFab段段段段抗原结合片段（抗原结合片段（抗原结合片段（抗原结合片段（fragment antigen binding), fragment antigen binding), 每个每个每个每个FabFab段由一条完整的段由一条完整的段由一条完整的段由一条完整的L L链和一条约链和一条约链和一条约链和一条约1/2 1/2 的的的的HH链组成，具有抗体活性，能和一个抗链组成，具有抗体活性，能和一个抗链组成，具有抗体活性，能和一个抗链组成，具有抗体活性，能和一个

14、抗 原结合表现为单价。原结合表现为单价。原结合表现为单价。原结合表现为单价。 FcFc段段段段 可结晶片段（可结晶片段（可结晶片段（可结晶片段（fragment crystallizablefragment crystallizable）由二）由二）由二）由二 条羧基端条羧基端条羧基端条羧基端1/21/2HH链组成，不能和抗原结合，链组成，不能和抗原结合，链组成，不能和抗原结合，链组成，不能和抗原结合， 但有但有但有但有IgIg的其他活性。的其他活性。的其他活性。的其他活性。 2 2 . .经胃蛋白酶水解经胃蛋白酶水解经胃蛋白酶水解经胃蛋白酶水解IgGIgG，得到得到得到得到2 2个片段，个片

15、段，个片段，个片段， F(abF(ab, ,) ) 2 2具有双价抗体活性片段具有双价抗体活性片段具有双价抗体活性片段具有双价抗体活性片段 pFcpFc 小分子多肽碎片，无任何生物活性小分子多肽碎片，无任何生物活性小分子多肽碎片，无任何生物活性小分子多肽碎片，无任何生物活性第二节第二节 抗体的异质性抗体的异质性 一、免疫球蛋白的类别：一、免疫球蛋白的类别：一、免疫球蛋白的类别：一、免疫球蛋白的类别：类：根据类：根据类：根据类：根据IgIg重链的抗原性不同把人血清中的重链的抗原性不同把人血清中的重链的抗原性不同把人血清中的重链的抗原性不同把人血清中的IgIg分分分分为为为为IgGIgG、IgAI

16、gA、IgMIgM、IgDIgD、IgEIgE五类。五类。五类。五类。亚类：同一类亚类：同一类亚类：同一类亚类：同一类IgIg由于由于由于由于铰链区的氨基酸组成和二铰链区的氨基酸组成和二铰链区的氨基酸组成和二铰链区的氨基酸组成和二硫键数目不同分为不同亚类硫键数目不同分为不同亚类硫键数目不同分为不同亚类硫键数目不同分为不同亚类IgGIgG有有有有IgG1IgG1、IgG2IgG2、IgG3IgG3和和和和IgG4IgG4亚类，亚类，亚类，亚类，IgAIgA有有有有IgA1IgA1、IgA2IgA2亚类。亚类。亚类。亚类。型：型：型：型： 根据根据根据根据L L链恒定区的抗原性不同，把链恒定区的抗

17、原性不同，把链恒定区的抗原性不同，把链恒定区的抗原性不同，把L L链分链分链分链分成二型：成二型：成二型：成二型： 型，型，型，型， 型。型。型。型。亚型：根据亚型：根据亚型：根据亚型：根据 链恒定区个别氨基酸不同分为亚链恒定区个别氨基酸不同分为亚链恒定区个别氨基酸不同分为亚链恒定区个别氨基酸不同分为亚型，型，型，型， 11、 22 、 33、 4 4二、免疫球蛋白的抗原性二、免疫球蛋白的抗原性 Ig分子上主要存在分子上主要存在3种抗原决定簇：种抗原决定簇： 同种型决定簇同种型决定簇同种异型决定簇同种异型决定簇独特型决定簇独特型决定簇（一）、同种型一）、同种型同种型同种型：是指同一种属所有个体

18、：是指同一种属所有个体Ig分子所共有的抗原特异性。同种型分子所共有的抗原特异性。同种型因种而异。同种型的抗原决定簇存因种而异。同种型的抗原决定簇存在在Ig的的恒定区。表现在全部恒定区。表现在全部Ig的的类、类、亚类、型、亚型的分子上。亚类、型、亚型的分子上。（二）、同种异型（二）、同种异型同种异型同种异型同种异型同种异型：是指同一种属不同个体间是指同一种属不同个体间是指同一种属不同个体间是指同一种属不同个体间IgIg分子所分子所分子所分子所具有的不同抗原特异性具有的不同抗原特异性具有的不同抗原特异性具有的不同抗原特异性。同种异型决定簇存在。同种异型决定簇存在。同种异型决定簇存在。同种异型决定簇

19、存在IgIg的的的的恒定区。由个体遗传基因所决定的，故称恒定区。由个体遗传基因所决定的，故称恒定区。由个体遗传基因所决定的，故称恒定区。由个体遗传基因所决定的，故称为遗传标记。为遗传标记。为遗传标记。为遗传标记。 1 1、IgG1IgG1、IgG2IgG2、IgG3IgG3的遗传标记称的遗传标记称的遗传标记称的遗传标记称GmGm, ,分别分别分别分别称称称称 G1m,G2m,G3mG1m,G2m,G3m。 2 2、IgA2IgA2的遗传标记称的遗传标记称的遗传标记称的遗传标记称Am,Am,分别称分别称分别称分别称A2m1A2m1、A2m2A2m2。 3 3、 链的遗传标记称链的遗传标记称链的遗

20、传标记称链的遗传标记称KmKm, ,分别称分别称分别称分别称Km1Km1、Km2Km2、 Km2Km2（三）、独特型（三）、独特型独特型：是指在同一个体内，不同抗体独特型：是指在同一个体内，不同抗体形成细胞可隆所产生的形成细胞可隆所产生的Ig分子的分子的V区具有区具有不同的抗原特异性。不同的抗原特异性。独特型抗原决定簇存在独特型抗原决定簇存在Ig的的V区，不同特区，不同特异性的抗体其独特型也不同异性的抗体其独特型也不同除血清中的除血清中的Ig外，外，淋巴细胞（淋巴细胞（T、B细胞细胞）表面的抗原受体也具有独特型决定簇。表面的抗原受体也具有独特型决定簇。第四节第四节 五类免疫球蛋白的特性与功能五

21、类免疫球蛋白的特性与功能 一、一、IgG 二、二、IgM 三、三、IgA 四、四、IgD 五、五、IgE 第五节第五节 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能 一、特异性结合抗原一、特异性结合抗原一、特异性结合抗原一、特异性结合抗原 二、活化补体二、活化补体二、活化补体二、活化补体 三、通过胎盘三、通过胎盘三、通过胎盘三、通过胎盘 四、与组织细胞表面四、与组织细胞表面四、与组织细胞表面四、与组织细胞表面FcFc受体结合受体结合受体结合受体结合 1. 1. 介导介导介导介导I I型变态反应型变态反应型变态反应型变态反应 2. 2. 调理吞噬作用调理吞噬作用调理吞噬作用调理吞噬作用 3. 3. 发挥抗体

22、依赖的细胞介导的细胞毒作用发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 ( (antibody dependent cell mediated antibody dependent cell mediated cytotoxicity) cytotoxicity) 简称简称简称简称ADCCADCC作用作用作用作用 第六节第六节 抗体的制备抗体的制备 一、多克隆抗体（一、多克隆抗体（Polyclonal antibody) 用传统的抗体制备方法用传统的抗体制备方法,将抗原物质将抗原物质注入动物体内获得的免疫血清注入动物体内获得的免疫血清,

23、是机体多是机体多个个B细胞克隆针对抗原分子上的不同抗原细胞克隆针对抗原分子上的不同抗原决定簇产生的混合抗体决定簇产生的混合抗体,这种用体内免疫这种用体内免疫法制备的免疫血清称为多克隆抗体法制备的免疫血清称为多克隆抗体. 二、单克隆抗体（二、单克隆抗体（monoclonal Ab,McAb) 概念：概念： 由由B细胞杂交瘤细胞株针对一个抗细胞杂交瘤细胞株针对一个抗原决定簇产生的纯抗体称单克隆抗体。原决定簇产生的纯抗体称单克隆抗体。 特点：纯度高、特异性强、效价高、很少特点：纯度高、特异性强、效价高、很少有交叉反应。已广泛用于生命科学的各个领域。有交叉反应。已广泛用于生命科学的各个领域。如：作为诊断试剂用于许多血清学检测，用于如：作为诊断试剂用于许多血清学检测，用于治疗肿瘤，自身免疫性疾病，抑制同种异体移治疗肿瘤，自身免疫性疾病，抑制同种异体移植排斥反应。植排斥反应。 抗原非分泌性小鼠 骨髓瘤细胞脾细胞在PFG作用下细胞融合转移到HAT培养基骨髓瘤细胞被HAT杀死，脾细胞逐渐死亡，融合细胞存活杂交瘤细胞的筛选和克隆建株筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞单克隆抗体的制备示意图