《医学免疫学-免疫球蛋白.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学免疫学-免疫球蛋白.ppt（67页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、免疫球蛋白,第 三 讲,内容提要,概述免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的生物学特性各类免疫球蛋白的特性与功能人工制备抗体,Emil von Behring(1845-1917),抗体的历史,概 念,抗体（antibody,Ab），是介导体液免疫的重要效应分子,是B细胞接受抗原刺激活化增殖分化为浆细胞所产生，能特异性识别,结合和清除相应抗原的,具有免疫功能的球蛋白.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（immunoglobulin，Ig）.,免疫球蛋白的类型分泌型（secreted Ig，sIg）膜型（membrane Ig，mIg）:BCR,Tiselius,1
2、937电泳分离,与抗体有关的诺贝尔奖获得者,Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972,Gerald Edelman 1929-Nobel Prize in 1972,Susumu TonegamaNobel Prize 1987,第一节免疫球蛋白的结构,（一）Ig的基本结构,由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子。,(一)四肽链的基本结构,重链约450个氨基酸，根据其结构和免疫原性的差异而分为五类：、,相应Ig：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE轻链约210个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为和两型。一个天然Ig分子两
3、条轻链的型别是相同的。在不同种属的动物与链的比例不同 人：2：1，小鼠：20：1,(二)可变区和恒定区,可变区（variable region，v）重链和轻链近N端约110个氨基酸序列的变化很大，其组成和排列有较大差异。占重链和轻链的1/4和1/2.高变区（hypervariable region，HVR），在V区中，某些特定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为HVR/CDR,决定抗体的特异性,并负责识别和结合抗原;HVR还是Ig分子独特型决定基主要存在的部位。,骨架区（framework region，FR）V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR,共4个。,恒定区（
4、constant region，C）恒定区，近C端的其余序列，在同一种属中其氨基酸的组成或排列比较恒定。占重链和轻链的3/4和1/2.,结构域（domain）功能区免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球状形结构。每个球状形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能,又叫功能区。许多膜型和分泌型分子均含有这种独特的结构,归于免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF),结构域的二级结构是由两个反向平行的片层组成。每个片层由35股多肽链折叠而成，两个片层通过一个链内二硫建连接，形成一个“桶状”或“三明治”结构，这种结构称为免疫球蛋白折叠。
5、轻链：VL、CL重链：VH，CH1、CH2、CH3(IgG、A、D)VH，CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、E),(三)铰链区（hinge region）位于CH1和CH2之间可转动的区，含丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，有利于Ig V区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。IgG1,IgG2,IgG4和IgA的铰链区较短，而IgG3和IgD的铰链区较长；IgM和IgE无铰链区。,（二）其他结构与有关功能,J链是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。,分泌片含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，由黏膜上皮细胞合成和分泌。功能保护sIg
6、A铰链区不被蛋白水解酶降解。介导sIgA从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。,三 Ig水解片段,木瓜蛋白酶(papain)胃蛋白酶(pepsin),木瓜蛋白酶水解水解部位在重链链间二硫键的近N端。水解为2个抗原结合片段（fragment of antigen binding，Fab，单价）和1个可结晶片段（fragment crystallizable，Fc）。,Fab单价结合表位,不能形成凝集反应或沉淀反应Fc与补体,FcR结合,发挥相应作用,胃蛋白酶水解部位在重链链间二硫键的近C端。水解为1个具有双价活性的抗原结合片段F(ab)2(双价结合表位,可发生凝集反应或沉淀反应)和多个没有功能的片
7、段（pFc）。,第二节 免疫球蛋白的血清型,免疫球蛋白具有同为抗体和抗原的两重特性.作为抗体,特异性结合抗原.作为抗原,可刺激不同个体甚至同一个体的B细胞分泌抗Ig的抗体.,同种型指同一种属所有个体Ig分子共有抗原特异性标志，为种属型标志，位于IgC区。同种异型指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志，位于IgC区和V区。独特型指每个Ig分子所特有的抗原特异性标志，其表位又称为独特位，存在于IgV区。,Ig与抗原结合的CDR及Ig的独特型表位指的是IgV区的同一个结构.结构特点,功能,该区的免疫原性,第三节 免疫球蛋白的生物学特性,V区的功能特异性识别和结合抗原:中
8、和毒素,阻断病原体入侵;进而通过其C区而发挥作用.,中和毒素,中和病毒,中和细菌,C区的功能1.激活补体,2.调理作用：IgG，促吞噬颗粒性抗原,3.ADCC:IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的IgG FcR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，从而杀伤靶细胞,动画演示ADCC作用,4.介导型超敏反应,5.穿过胎盘:IgG选择性与FcRn(特异性IgG输送蛋白)结合,转移到滋养层细胞内,进入胎儿血液.6.参与黏膜免疫:sIgA,第四节 各类免疫球蛋白的特性和功能,IgG,血清中的主要抗体成分（75-80%）；半衰期长（20-23天）；出生后
9、3个月开始合成，3-5岁接近成人水平；多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能；具有活化补体经典途径的能力（IgG3IgG1IgG2）；具有调理作用、ADCC作用和结合SPA等；参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG。,IgM,为五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白（macroglobulin）；个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染；有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用；天然血型
10、抗体是IgM；未成熟B细胞表达mIgM。,IgA,分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA；分泌型IgA 主要由黏膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素。初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用调理吞噬、中和毒素,IgD,血清中含量低（0.2%），血清型IgD生物学作用尚不清楚mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD,mIgM,mIgD,成熟B细胞,活化B细胞,未成熟B细胞,IgE,是血清中含量最低的Ig主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱
11、粒细胞表面FcRI结合，介导I型超敏反应。,IgE 与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的FcRI结合,导致活性介质释放,第五节 人工制备抗体,多克隆抗体（polyclonal antibody）大多数天然抗原含有多个不同抗原表位，导致体内多个B细胞克隆被激活并产生针对多种不同抗原表位的抗体，即多克隆抗体。来源广泛,制备容易表位特异性不高,易发生交叉反应,也不易大规模制备,动物源性引起超敏反应.,带有多个表位,针对不同表位的B细胞,克隆增殖,多种抗体的混合物（多克隆抗体）,刺激小鼠,单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb),是指由一个只能识别一种抗原表位的B细胞克隆所产生,仅能特异性
12、识别和结合该种抗原表位的同源,均一性抗体.借助小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗原表位）的抗体。纯度高、特异性强、可大量生产。动物源性,单克隆和多克隆抗体的比较和用途,特异性,敏感性,均一性,McAb,PcAb,低,差,无,高,强,有,1、用于免疫学检测，辅助临床诊断,2、McAb用于亲和层析，分离微量可溶性抗原,3、标记的McAb用于基础研究，了解细胞分化等,4、制备生物导弹用于肿瘤、移植等的临床治疗,基因工程抗体又称重组抗体，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、拼接或修筛，重新组装成为新型抗体分子。,人-鼠嵌合抗体小鼠单抗可变区基因和人恒定区基因构建载体,并在一定体系中表达产生的抗体.改型抗体小鼠单抗中的CDR移植到人源抗体可变区,替代人源抗体的CDR,双特异性抗体将两套轻链,重链基因导入骨髓瘤细胞,选择合适的抗体恒定区及Ig类型所获得的抗体,该抗体的两个抗原结合位点可分别结合不同的抗原表位.小分子抗体将能与抗原结合的片段保留,其他部分去掉.免疫原性低,可通过血管壁进入细胞进行免疫治疗,Next lecture,补 体,
