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1、1,第五章 抗体（Antibody,Ab）,1第五章 抗体,2,2,3,Introduction,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糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，发挥体液免疫功能。,Antibody(Ab):The glycoproteins（糖蛋白）produced by B cells which differentiate to plasma cells in the response to stimulation of antigen are called Abs,they can specifically comb
2、ine with the corresponding antigen.,3Introduction抗体（antibody，Ab)An,4,抗体的发现及其特性,1890年德国学者Behring及其同事发现应用白喉外毒素免疫动物，在其血清中有一种能中和外毒素的物质，称为抗毒素（antitoxin），此即为在血清中发现的首例抗体（antibody）。,Emil von Behring(1845-1917),4抗体的发现及其特性 1890年德国学者Behring及其同,5,概念免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。类型分泌型（secreted I
3、g,sIg）-分泌进入体液,介导体液免疫应答；膜 型（membrane Ig,mIg）-B细胞膜上的抗原受体。,Therefore,all Abs are Igs,but not all Igs are Abs.,5概念Therefore,all Abs are Igs,6,6,7,Molecular Structure of Immunoglobulin,第一节 免疫球蛋白的分子结构,I.Basic structure,7Molecular Structure of Immun,8,（一）重链（H）和轻链（L）,重链（heavy chain,H）：由450-550个氨基酸残基组成，因恒定区氨
4、基酸的组成和排列顺序不同，将免疫球蛋白分为五类。轻链（light chain,L）：由214个氨基酸残基构成。分为两型，即、型，一个天然Ig分子上两条轻链的型别总是相同的。,8（一）重链（H）和轻链（L）重链（heavy chain,9,9,10,10,11,Subclass:According to differences of the amino acid composition and number or position of disulfide（二硫键）bonds in hinge region:IgG-IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgA-IgA1,IgA2,11Subc
5、lass:According to diffe,12,（二）可变区（V）和恒定区（C）,可变区（variable region,VH、VL）靠近N端氨基酸序列变化较大的区域，分别占重链和轻链的1/4和1/2恒定区（constant region,CH、CL）靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域，分别占重链和轻链的3/4和1/2,12（二）可变区（V）和恒定区（C）可变区（variable,13,高变区 VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，这些区域称为HVR，分别用HVR1、HVR2、HVR3表示；也称为互补决定区（complementarity determining regio
6、n,CDR）分别用CDR1、CDR2、CDR3表示。VH和VL的三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，决定着抗体的特异性，负责识别抗原，进行免疫应答。高变区之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（FR）,1.可变区,（hypervariable region,HVR）,13高变区 1.可变区（hypervariable reg,14,It is the CDRs that binds the epitopes of antigen,14It is the CDRs that binds th,15,C端Ig分子结构的功能区,N端,2、恒定区(constant region),不
7、同型的Ig其CL的长度基本一致，但不同类的Ig其CH长度不同（如IgM,IgE)。,针对不同抗原的人的同一类别的Ig其C区相同；针对同一抗原的人的不同类别的Ig其V区相同。,15 C端N端,16,3.铰链区（hinge region）,位于CH1与CH2之间，富含脯氨酸，与抗原结合时易于吻合易使补体结合点暴露对蛋白酶敏感（木瓜蛋白酶、胃蛋白酶）各类Ig的铰链区不同,IgM,163.铰链区（hinge region）位于CH1与CH,17,改变两个结合抗原的Y形臂之间的距离,17改变两个结合抗原的Y形臂之间的距离,18,18,19,(三）其他结构（other structure),1.J链（jo
8、ining chain）富含半胱氨酸的多肽链稳定多聚体结构，并参与体内转运2.分泌片（secretory piece,SP）保护分泌型IgA免受环境中蛋白酶的破坏；并介导IgA的转运,IgM,分泌型IgA,19(三）其他结构（other structure)1.J链,20,二、免疫球蛋白结构域（immuoglobulin domain）,Ig分子的每条肽链（H、L链）折叠成的几个由链内二硫键连接的球形结构 VH、CH1、CH2、CH3、CH4 VL、CL,结构域的功能不同，但结构相似，均具有免疫球蛋白折叠，即桶状（barrel）结构 IgSF（免疫球蛋白超家族）,20二、免疫球蛋白结构域（im
9、muoglobulin d,21,21CDR1CDR2CDR3,22,22,23,function of each domain,V region(VH,VL):antigen-binding siteC region:CH2:complement-fixing site placenta-crossing siteCH3/CH4:cell-binding site,23function of each domain V re,24,抗原结合片断,可结晶片断,N端,C端,24抗原结合片断可结晶片断N端C端,25,25沉淀反应凝集反应,26,Basic structure of Ab,26Bas
10、ic structure of Ab,27,27,28,28,29,第二节 免疫球蛋白的免疫原性（immunogenicity of immunoglobulin）,29第二节 免疫球蛋白的免疫原性（immunogenici,30,Ig既可与相应的抗原发生特异性的结合，其本身又可激发机体产生特异性免疫应答，其结构和功能基础是在Ig分子中包含有多种不同的抗原表位(epitope）,呈现出不同的免疫原性。,30Ig既可与相应的抗原发生特异性的结合，其本身又可激发机体,31,同种型(Isotype),独特型（Idiotype）,同种异型（Allotype),免疫球蛋白的血清型Serotype of
11、Ig,31 同种型(Isotype)独特型（Idiot,32,同种型（isotype）:-为种属型标志,主要存在于Ig的C区。,同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志,32同种型（isotype）:同一种属所有个体Ig分子共有的,33,同种异型（allotype）:-为个体型标志，主要存在于Ig的C区。,同一种属不同个体间，同一类型Ig中所具有的不同的抗原表位,33同种异型（allotype）:同一种属不同个体间，同一类,34,独特型（idiotype）:同一种属、同一个体来源的抗体分子由于其CDR区的氨基酸序列的不同，可显示不同的免疫原性，称为独特型，-是每个Ig分子所特有的抗原特异性
12、标志。,34独特型（idiotype）:,35,第三节 抗体的生物学活性,Biologic Activities of Antibody,35第三节 抗体的生物学活性Biologic Activi,36,一、IgV区的功能,识别并特异性结合抗原是Ig的主要功能，执行该功能的结构主要是Ig的V区，其中CDR在识别和结合特异性抗原中起主要作用。,36一、IgV区的功能 识别并特异性结合抗原是Ig的主,37,The functions of V region,37The functions of V region,38,The functions of V region,38The function
13、s of V region,39,The functions of C region,二、IgC区的功能,1、激活补体（Complement activation）,39 The functions of,40,2、通过与Fc受体结合发挥多种生物效应（Performing multiple biological effects by binding with Fc),The functions of C region,402、通过与Fc受体结合发挥多种生物效应（Perform,41,41,42,42,43,43,44,44,45,3、穿过胎盘和黏膜（Transportation through
14、 placenta and mucous）,IgG,The functions of C region,453、穿过胎盘和黏膜IgGThe functions of,46,To inhibit microbes attachment to mucosal epithelial cells(IgA),46To inhibit microbes attachme,47,第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能,47第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能,48,I.IgG1、血清和细胞外液中含量最高2、是再次免疫应答产生的主要抗体3、是机体抗感染的“主力军”4、IgG1、IgG2、IgG3:可通过胎盘；能激活
15、补体、具有调理作用、ADCC,48I.IgGIgG1,IgG2 and IgG4Ig,49,II.IgATwo types-Serum type：monomer-Secretary type（sIgA）：dimer，Two subclasses：IgA1，IgA2,Be produced at 4 month after birthExist in almost all humorsActivate the complement by alternative pathway Mediated local immunity of mucosa,49II.IgABe produced at 4 m
16、ont,50,.IgM1）分泌型为五聚体，是分子量最大的Ig。占血清免疫球蛋白总量的5%10%特异性结合抗原激活补体。2）单体（mIgM）是B细胞抗原受体的主要成分3）天然血型抗体是IgM4）不能通过胎盘血清中检出IgM提示新近发生感染,50.IgMC4J Chain,51,IV.IgDConcentration in serum is low and sensitive to proteinaseAct as the antigen receptor on B cells regulate differentiation of B cells,V.IgEConcentration in se
17、rum is lowest in normal individual,but is very high in some patientsRelated to typehypersensitivity,51IV.IgDV.IgE,52,第四节 人工制备的抗体（Artifical Antibody),52第四节 人工制备的抗体（Artifical Anti,53,I.Polyclonal Antibody(pAb),Definition:Mixture of Ab molecules against different antigenic epitopes are called polyclona
18、l Ab.Advantage-Possess many actions-Extensive sources-Prepared easily Disadvantage:Low specificity,53I.Polyclonal Antibody(pAb),54,II.Monoclonal Antibody(mAb),Definition:All antibodies which are produced by one B cell clone and only bind to unique antigenic epitope are called monoclonal Ab.Advantage
19、:Identical structure,high fineness,specificity and titerDisadvantage:immunogenecity,cause human anti-mouse antibody(HAMA),54II.Monoclonal Antibody(mAb),55,单克隆抗体的制备,55单克隆抗体的制备,56,56,57,III.Genetic engineering Antibody,57III.Genetic engineering Ant,58,58,59,Summary,59Summary,60,同种型（isotype）,独特型(idioty
20、pe),同种异型（allotype）,Serotype of Ig,60 同种型 独特型 同种异型Serotyp,61,Immunoglobulin Fragments:Structure/Function Relationships,N termini,C termini,61Immunoglobulin Fragments:St,62,1.Function of V region Binding antigen2.Function of C region Complement fixation Opsonization,ADCC Crossing the placenta and muco
21、sa,Function of Immunoglobulin,621.Function of V regionFuncti,63,63,64,学习要求,掌握免疫球蛋白的基本结构及功能掌握各类免疫球蛋白的特性与功能熟悉免疫球蛋白的水解片段，单克隆抗体、多克隆抗体的概念,64学习要求掌握免疫球蛋白的基本结构及功能,65,It was proved in 1930s that antibody is-mmunoglobulin.Porter and Edelman showed in 1959 that antibody is 4-chain structured.,65It was proved i
22、n 1930s that,66,.Functions of IgG:-Anti-bacteria and virus,neutralize toxin-Some belong to the auto-antibodies-Combine with the Fc receptor(FcR),66.Functions of IgG:,67,I.IgGHighest concentration in serum(75-80%of total Ig)Four subclasses:IgG1,IgG2,IgG3,IgG4.Unique Ig that can pass through placentaH
23、alf-life is longer(16-24 days)The individual starts to produce IgG at 3 month after birth and reach the level of adult at 5 years old,67I.IgG,68,III.IgMHighest MW：pentamer（五聚体）Valences：10 valences in theoryHalf-life is shorter(45 days)The first Ig to be synthesized-Be produced during fetus-Appear in the early stage after infection-The first mIg of the B cells,act as the antigen receptors(BCR),68III.IgM,69,69,
