《免疫球蛋白》PPT课件.ppt

《《免疫球蛋白》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《免疫球蛋白》PPT课件.ppt（54页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第四章 免疫球蛋白,本章教学大纲【目的要求】1掌握 抗体和免疫球蛋白的概念、结构、类型和功能。各类免疫球蛋白的特性和功能。2熟悉 免疫球蛋白的类别转换机制；单克隆抗体的制备和应用。3了解 免疫球蛋白的基因结构和基因重排；基因工程抗体。,第一节 免疫球蛋白的结构第二节 抗体的类型和生物学活性第三节 各类免疫球蛋白的特性和功能第四节 免疫球蛋白的基因结构及其表达第五节 单克隆抗体和基因工程抗体,概念1.抗体（antibody,Ab）功能性概念 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，通过与相应抗原特异性结合，发挥体液免疫功能。2.

2、免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）结构性概念 具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。(Ab,BCR,其他分子),存在形式膜型(membrane immunoglobulin,mIg)B细胞膜上的抗原受体BCR；分泌型(secreted immunoglobulin,sIg)分泌进入体液,介导体液免疫应答。,第一节 免疫球蛋白的结构 一、基本结构 H2L2,V 区3个超变区（HVR）互补决定区（CDR1 CDR2 CDR3）抗原结合部位（ABS）,轻链:VL，CL 重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD)，CH4(IgM和IgE),二、免疫球蛋白的功能

3、区,功能区：是不连续，紧密折叠的区域，由重链和轻链经链内二硫键连接而成的球状结构。,主要功能1.VL和VH是抗原结合的部位（FV区）。2.CL和CH上具有同种异型的遗传标记。3.IgG的CH2和IgM的CH3具有补体固有成分C1q的结合点，参与激活补体系统。4.CH3/CH4具有结合包括单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、B细胞、NK细胞等细胞的Fc段受体的功能。5.IgG的CH2+CH3 具有介导IgG通过胎盘的特性。,免疫球蛋白的基本结构,“Y”型，四肽链重链（5种:、）轻链（2种:、）可变区（V区）超变区（HVR，3个，又称CDR 互补决定区）骨架区:FR（4个）恒定区（C区）铰链区,四、其它成

4、分 1.连接链（joining chain，J链）：IgM五聚体，IgA双聚体 2.分泌片（secretory piece,SP）：SIgA,第二节 抗体的类型和生物学活性,一、抗体的类型（一）同种型（isotype）同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性，其抗原决定簇主要存在于Ig的C区。,1.类和亚类(根据H链的抗原性不同)IgG(gamma)IgA(alpha)IgM(mu)IgD(delta)IgE(epsilon),(1)类,(2)亚类,IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgA：IgA1,IgA2,2.型和亚型(根据轻链C区抗原特异性不同分型)(1)型(kapp

5、a)型(lambda)型(2)亚型(链)：OZ(+)(或1)：第190位(亮氨酸)OZ(-)(或2)：第190位(精氨酸)Kern(+)(或3)：第154位(甘氨酸)Kern(-)(或4)：第154位(丝氨酸),（二）同种异型（allotype）同一种属不同个体之间免疫球蛋白也具有的差异性，主要反映在分子的CH和CL上的一个或数个氨基酸的差异(genetic markers 遗传标志)。Gm因子：Gm130 Am因子：A2m1，A2m2 Km因子：Km1，Km2，Km3（三）独特型（idiotype）在同一个体内，不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区以及T、B细胞表面抗原受体V区所具有的抗

6、原特异性不同。由免疫球蛋白的超变区特有的氨基酸序列和构型决定。,二、抗体的生物学活性（一）特异性结合抗原（V区功能）超变区表位 静电力、氢键、范德华力 可逆 影响因素：PH、温度、电解质 中和效应 中和毒素和病毒 与Ag结合 促吞噬细胞吞噬,1.结合基础,3.实际意义,单体(IgG,IgE)2价2.抗体的结合价 二聚体(分泌型IgA)4价 五聚体(IgM)10价（5价）,（二）激活补体系统 Ab（IgM、IgG）+Ag C1q 补体经典途径 IgG4、IgA和 IgE的凝聚物 补体旁路途径（三）结合细胞（Fc受体）(1)调理作用（opsonization）：IgG+抗原(颗粒性)FcR（单核、

7、巨噬细胞及中性粒细胞）促 吞噬细胞吞噬；(2)ADCC：IgG+抗原(靶细胞)Fc R（NK 细胞）杀伤靶细胞。(3)介导超敏反应：型超敏反应；（四）通过胎盘和粘膜,三、免疫球蛋白超家族（一）概念 许多细胞膜表面和机体的某些蛋白分子，其多肽链折叠方式与Ig折叠相似，在DNA水平上和氨基酸序列上与IgV区或Ig C区有较高的同源性。编码这些多肽链的基因被称为免疫球蛋白基因超家族，基因表达产物称为免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin superfamily,IGSF)。,（二）组成 1.T细胞、B细胞抗原识别受体和信号传导分子 2.MHC及相关分子 3.Ig受体 4.某些细胞因子受体 5

8、.神经系统功能相关分子 6.部分白细胞分化抗原（CD）,免疫球蛋白超家族分子的结构示意图,第三节 各类免疫球蛋白的特性和功能 一、IgG 1.一般特性(1)单体分子；(2)四个亚类；(3)血清中含量最高(75%Ig)；(4)半衰期最长(2123天)；(5)35岁达成人水平(8.017mg/ml)；(6)可与SPA结合。,2.生物学活性(1)通过胎盘（新生儿抗感染）；(2)激活补体（裂解细胞）；(3)调理作用（促进吞噬）；(4)介导ADCC（细胞毒作用）。3.实际意义(1)抗感染；(2)自身抗体 自身免疫病；(3)介导变态反应(、型)；(4)封闭抗体 肿瘤细胞逃逸；(5)亲合层析法 IgG纯化；

9、(6)免疫学检测。,二、IgM 1.五聚体，分子量最大(900kd)，又称巨球蛋白；2.人类发育过程中最早合成的Ig；3.体液免疫应答最先产生的 Ig 感染早期免疫；4.占血清Ig含量的510%；5.半衰期5天 血清中特异性IgM 水平增高提示 有近期感染；6.激活补体；7.IgM不能通过胎盘 脐带血或新生儿血清中IgM 水平升高表明胎儿有宫内感染；8.B细胞膜IgM（mIgM）体液免疫应答；9.自身抗体 自身免疫病。,三、IgA 1.两种类型 2.半衰期6天；3.占血清Ig含量的515%；4.粘膜局部抗感染免疫，阻止病原微生物黏附；5.聚合IgA激活补体替代途径。,血清型：IgA1，单体；分

10、泌型：IgA2，二聚体,粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；,Origin of Secretory Component of sIgA,四、IgD 1.单体分子 2.存在形式：分泌性 血清中，功能不清；膜结合性 B细胞表面,3.意义（1）是B细胞成熟的重要标志；（2）抗原受体，对B细胞活化、增殖和分化起调节 作用；4.占血清Ig含量的1%；5.半衰期3天。,五、IgE 1.单体分子；2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.种系进化中出现最晚；4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；5.介导型超敏反应；6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异 性IgE水平增高。,五大类免疫球蛋白特

11、性比较（1）,五大类免疫球蛋白特性比较（2）,各类免疫球蛋白比较,第四节 免疫球蛋白的基因结构及其表达一、免疫球蛋白的基因库,免疫球蛋白基因组成,二、免疫球蛋白的基因结构及其重排和表达,免疫球蛋白基因结构,三、抗体多样性的遗传学基础（1）胚系中众多的V、D、J基因片段；（2）V-D-J和V-J重排时，基因片段进行随机组合；（3）VDJ连接过程中的核苷酸缺失和N区的核苷酸插入；（4）L链H链之间随机配对组合；（5）体细胞突变。,四、免疫球蛋白的类转换（class switch）Ig类转换，又称同种型转换（isotype switch）：是指B细胞在受抗原刺激后，首先合成IgM,然后转为合成IgG

12、等其它类别。机制：B细胞 活化 基因重排形成V-D-JC 合成IgM CD40/CD40L信号及细胞因子作用 C基因被替换 合成具有相同抗原特异性的不同的Ig类和亚类。,TD-Ag刺激,B细胞基因重排机制图,第五节 单克隆抗体和基因工程抗体一、多克隆抗体（polyclonal antibody）1.定义：抗原分子通常具有多个抗原决定簇，动物免疫后可刺激多种具有相应抗原受体的B细胞发生免疫应答，因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体。这些由不同B细胞克隆产生的抗体称为多克隆抗体（polycolonal antibody,PcAb）。2.实际意义（1）预防、治疗感染性疾病（特异性差，可发生超 敏反

13、应）（2）临床诊断,二、单克隆抗体（monoclonal antibody,McAb）1.定义：由单一克隆B细胞杂交瘤产生的、只识别 抗原分子某一特定抗原决定簇的、具有高度特异性的 抗体。每种单克隆抗体其类、亚类、型及亲和力完全 相同，具有高度均一性。2.特点 具有高度均一性。3.杂交瘤细胞 骨髓瘤细胞 无限增殖；免疫B细胞 合成、分泌特异性抗体。4.杂交瘤技术 HAT培养基：次黄嘌(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺 嘧啶核苷(T)。,HAT培养基：次黄嘌(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺 嘧啶核苷(T),培养基通过抑制瘤细胞的核苷酸合成，达到去除未融合瘤细胞的目的。细胞有两条基本途径合成嘌呤核苷酸，(1

14、)一条是从磷酸核糖、氨基酸、CO2和NH3等化合物开始，叶酸是重要的辅酶，而氨甲蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞通过这一途径合成核苷酸。(2)另一条途径是利用已存在的碱基，经特异的磷酸核糖转移酶催化合成核苷酸，如次黄嘌呤经过次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）转变为嘌呤核苷酸。融合所用的瘤细胞是选择出来的HGPRT缺陷细胞株，因此不能在HAT培养基中生长，而且不合成或不分泌免疫球蛋白。只有融合细胞具有亲代双方的遗传性能，可在HAT培养基中长期存活与繁殖并分泌抗体。杂交瘤细胞选择成功后，还需要将细胞稀释为单个培养，用ELISA法鉴定和选择高分泌特异抗体的杂交瘤克隆。,三、基因工程抗体 基因工程抗体是通过PCR技术获得抗体基因或抗体基因片段，与适当载体重组后引入不同表达系统所产生的抗体，被广泛应用于疾病的临床诊断、预防和治疗及基础理论研究等领域。人-鼠嵌合抗体（chimeric antibody）；人改型抗体（reshaped humanized antibody）；小分子抗体；双特异性抗体（bispecific antibody）等。,思考题1.阐述免疫球蛋白的基本机构及各个功能区的意义2.阐述免疫球蛋白的水解片断3.简述五大类免疫球蛋白具有不同的理化特性和生 物学功能4.同种型、同种异型和独特型的概念5.单克隆抗体,