医学细胞生物学第4章免疫球蛋白.ppt

第四章,免疫球蛋白,掌握：抗体与免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、免疫球蛋白的功能；五类免疫球蛋白的特性与功能 熟悉：免疫球蛋白的水解片断；多克隆抗体、单克隆抗体的概念 了解：免疫球蛋白的异质性,教学目标,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，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。 是介导体液免疫的重要效应分子，主要存在于血清等体液中。,分泌型抗体与免疫球蛋白 ( Immunoglobulin and Antibody ）,阴极,阳极,Ab,Ig,免疫球蛋白,免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig),1.定义: 是具有Ab活性或化学结构与抗体相似的球蛋白的统称。 2.分型： 分泌型(sIg)：血液、组织液;具有Ab的各种功能 膜 型(mIg)：构成B细胞膜上的BCR；和Ag特异性结合,第一节 免疫球蛋白的结构,一、免疫球蛋白的基本结构,由两条相同的轻链（Light Chain）和两条相同的重链（Heavy chain）通过链间二硫键连结形成。,NH2（N端）,COOH （C端）,L,H,轻链和重链,轻链（L链） 链 链,重链（H链）:根据其抗原性的差异，人类Ig的H链分为,重链决定Ig类及亚类,链 链 链 链 链,IgG IgA IgM IgD IgE,正常人：2 ：1,轻链决定型别 型 型,可变区和恒定区,V区：VL、VH,可变区（V区）： 氨基酸种类、排列顺序差异较大，构成抗体的多样性。,恒定区（C区）： 氨基酸种类、排列顺序恒定,C区：CL、CH,抗体分子的立体结构,高变区,互补决定区,抗体与抗原决定簇结合的位置，又称为互补决定区（CDR），也是抗体分子的独特型决定簇(Idiotypes of antibody molecules,Id) 的主要存在部位。,铰链区,位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，易发生伸展和一定程度的移动，便于抗体更好地与抗原结合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,铰链区,J链（joining chain） 参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接,分泌片（secretory piece, SP） 粘膜上皮细胞分泌 保护 sIgA不被蛋白酶降解 介导IgA的转运,二、免疫球蛋白的其他成分,三、免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶水解,裂解部位：铰链区二硫键N端侧,裂解片段：2Fab+Fc,Fab （fragment antigen binding） 可与抗原结合的片断 抗原结合价 = 1 结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应 特异性由 VH 和 VL决定,Fc段（ fragment crystallizable） -可结晶片段 -多种生物 学功能,裂解部位：铰链区二硫键C端侧,裂解片段 F(ab)2+pFc ,胃蛋白酶水解,F(ab )2 ：具双价抗体活性 能形成凝集或沉淀反应 生物制品应用,pFc ：无生物学活性的小碎片。,免疫球蛋白的功能区(结构域）,Ig分子通过链内二硫键折叠或若干个能行使特定功能的球形单位，每个球形单位为一个功能区。,L链：VL区、CL区 H链：VH区、CH1区 CH2区 CH3区 CH4区(IgM、IgE ),V区,C区,VL+VH功能区： 抗原结合部位（2个）,CH3功能区：是Ig与其Fc受体结合的部位(固定细胞）,CL和CH 区：具有同种异型抗体的遗传标记。（2个）,CH2区：IgG的补体结合点和通过胎盘的部位,功能区的作用,VL+VH功能区：抗原结合部位,IgG CH3区：可与单核-M细胞、B细胞、NK细胞、中性粒细胞上的IgG-Fc受体结合调理吞噬、ADCC。,IgG CH2区：补体结合点和通过胎盘的部位。,第二节 免疫球蛋白的异质性,一、免疫球蛋白的类型,类： IgG IgA IgM IgD IgE 亚类： IgG 1-4， IgA1-2 型：型 型 亚型：OZ(+) , OZ(-),二、免疫球蛋白的多样性 三、免疫球蛋白的血清型 同种型（isotype） 同种异型（allotype） 独特型（idiotype，Id),第三节 免疫球蛋白的功能,一、IgV的功能,特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于宿主细胞。,中和作用,二、 Ig C区的功能,激活补体 结合Fc受体 通过胎盘和粘膜,IgG分子结合抗原前后的构象变化,Fab段,Fc段,C1q 结合位点被屏障,结合抗原之前,CH1,CH2,IgM CH3区，IgG CH2区,激活补体经典途径,调理吞噬作用,ADCC作用,第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能,IgG,血清中含量最高、半衰期最长的抗体 唯一能通过胎盘的Ig，对新生儿抗感染起重要作用 再次应答的主要抗体 具有多种功能：结合、凝集抗原中和细菌毒素、中和病毒激活补体调理吞噬ADCC,分子量最大的 Ig（五聚体，有4个CH结构域） 在个体发育过程中最早出现的抗体（胚胎发育晚期即可出现） 初次应答的主要抗体，近期感染的指标 激活补体、裂解细菌、调理吞噬等作用均比IgG更有效 不能通过胎盘 血清IgM是五聚体结构，膜型IgM（serfase IgM，sIgM）是单体结构。 sIgM 是 BCR。,IgM,分泌型IgA：由两个IgA单体与J 链和分泌片结合而成二聚体结构；是人体外分泌液中的主要抗体； 由黏膜相关淋巴组织（MALT）产生，对防御病原微生物入侵起重要作用，又称为局部防御性抗体。 在粘膜局部抗感染中发挥重要作用。,IgA,有两型：血清IgA（单体）和分泌型IgA（二聚体）。,IgD,血清IgD：含量低。 膜型IgD：存在于成熟B细胞 表面，为BCR，是B细胞成 熟的标志。,IgE,血清含量最低 IgE没有铰链区，有4个CH结构（CH14） CH2、CH3能够与肥 大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE- Fc受体结合，介导型超敏反应。,调理吞噬,+,+,+,？,？,第五节 人工制备抗体,一、多克隆抗体（polyclonal antibody）,指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。 如:免疫血清（含多种特异性抗体）。 实际意义： （1）预防、治疗感染性疾病， 如：破伤风抗毒素血清 抗破伤风，胎盘球蛋 白 抗病毒感染等，副作用：超敏反应 （2）临床诊断，如：肥达氏反应 - 伤寒、副伤 寒，缺点：特异性差。,二、单克隆抗体 （monoclonal antibody, McAb）,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特异性抗体。 特点：具有高度均一性。 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。 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)。,三、基因工程抗体 (genetic engineering antibody),在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。 如：人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody) 改型抗体 (reshaped humanized antibody) 小分子抗体：Fab片段 Fc片段 Fv片段 双特异性抗体(bispecific antibody)： 如：Ig-融合蛋白，抗体导向酶等。,小 结,1.抗体和免疫球蛋白的概念 2.Ig的结构：重链和轻链，可变区和恒定区，铰链 区，结构域，J连，分泌片 3.Ig的水解片段：Fab，Fc，F(ab)2 4.Ig的异质性：同种型，同种异型，独特型 5.Ig的功能：结合抗原，激活补体，结合Fc受体， 穿过粘膜和胎盘 6.各种Ig的特性和功能 7.单克隆抗体，基因工程抗体,思考题,