04免疫球蛋白学习课程

1、掌握抗体和免疫球蛋白的概念;掌握免疫球蛋白的结构（基本结构、恒定区、可变区、功能区、酶解片段）及其与功能的关系;了解免疫球蛋白分子的血清型（Ig的同种型、同种异型及独特型）;掌握五类免疫球蛋白的特性和功能特点，熟悉免疫球蛋白的生物学活性;了解单克隆抗体（概念、特点、制备及意义）;了解免疫球蛋白基因表达特点及免疫球蛋白的类别转换;了解B细胞的发育过程.第1页/共94页第一页，编辑于星期四：二十点 三分。1937年Tiselius 和Kabat用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白及1、2、和球蛋白，抗体活性存在于 区，故抗体被称为球蛋白（丙种球蛋白）；1972年世界免疫学会决定，具有抗体活性或化学机构与

2、抗体相似的球蛋白命名为免疫球蛋白（Immunoglobu -lin，Ig）。第2页/共94页第二页，编辑于星期四：二十点 三分。Immune seraNormal seraFigure 1 Electrophoretic separation of serum proteinsCathodeanode第3页/共94页第三页，编辑于星期四：二十点 三分。Differatiation Secretion AgBPAb第4页/共94页第四页，编辑于星期四：二十点 三分。sIgPlasma cellsIgIgsIgOn binding their cognate antigens, surface I

3、g can initiate a cascade of molecular signaling events that may culminate in B-cell activation, clonal proliferation, and the generation of plasma cells. The immunoglobulins that are secreted function as ANTIBODY and bind to the specific antigens.The production of antibodiesBBBBmppAg第5页/共94页第五页，编辑于星

4、期四：二十点 三分。第6页/共94页第六页，编辑于星期四：二十点 三分。第7页/共94页第七页，编辑于星期四：二十点 三分。 All antibodies are immunoglobulins, but it is not certain that all immunoglobulins have antibody function.The relationship between Ab & Ig第8页/共94页第八页，编辑于星期四：二十点 三分。第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白由四肽链分子组成,各肽链间有数量不等的链间二硫键连接; 其中有重链和轻链; 可变

5、区、稳定区、铰链区; 第9页/共94页第九页，编辑于星期四：二十点 三分。 (一)重链和轻链（Heavy & light chains） 1. 重链（Heavy chain : H链） 大约450-550 a.a, 糖基(+) 类别（Class ）: H链：, , , , . (Ig) ： IgA, IgG, IgM IgD, IgE 2. 轻链（light chain : L链） 大约214 a.a,糖基(-) 型别（ type）: , 2:1 比例异常提示B细胞肿瘤第10页/共94页第十页，编辑于星期四：二十点 三分。1. 二硫键连接的四条肽链。（两条重链，两条轻链）2. Y形对称

6、结构3. 二端，NH2末端, -COOH末端4. 可变区、恒定区、铰链区免疫球蛋白基本结构第11页/共94页第十一页，编辑于星期四：二十点 三分。第12页/共94页第十二页，编辑于星期四：二十点 三分。（-S-S-）第13页/共94页第十三页，编辑于星期四：二十点 三分。恒定区 C-terminal 1/2L+3/4(4/5)HVLVHCLCH1CH2CH3(CH4)可变区N-terminal 1/2L+1/4(1/5)H;V区：C区：第14页/共94页第十四页，编辑于星期四：二十点 三分。高变区（hypervariable region, HVR）或互补决定区（complementa-rit

7、y determining region, CDR），分别为CDR1、CDR2和CDR3。构成抗原结合部位。第15页/共94页第十五页，编辑于星期四：二十点 三分。 1. 可变区(V)第16页/共94页第十六页，编辑于星期四：二十点 三分。 高变区(Hypervarible region ,HVR)第17页/共94页第十七页，编辑于星期四：二十点 三分。(complimentarity determining region,) CDRLight chain第18页/共94页第十八页，编辑于星期四：二十点 三分。the antibody molecular surface, with the P

8、orA antigen superimposed. 第19页/共94页第十九页，编辑于星期四：二十点 三分。Representation of the disassociation of an antibody (top) and antigen (botton) molecule. CDREpitopeantibodyantigen第20页/共94页第二十页，编辑于星期四：二十点 三分。2. 恒定区 (C-terminal 1/2L+3/4(4/5)HCLCH1CH2CH3(CH4)以IgG为例： VL+VH：抗原结合部位 CL+CH1：遗传标记区 CH2：补体结合区（IgM在CH3） CH

9、3：结合细胞. （IgE在CH4）第21页/共94页第二十一页，编辑于星期四：二十点 三分。VHCH1CH2CH3CH4VLCLHinge regionCOONH3+(三) 铰链区（Hinge region）特点：1) 极富弹性2) 富含脯氨酸功能:1) 有利于 Ab 与Ag的结合2) 有利于 Ab 与补体的结合木瓜蛋白酶：2Fab Fc胃蛋白酶： F(ab)2pFc 第22页/共94页第二十二页，编辑于星期四：二十点 三分。第23页/共94页第二十三页，编辑于星期四：二十点 三分。IgM CH3，IgG CH2为C1q结合位点FabFc结合抗原之前 CH1 CH2C1q 结合位点被屏障结合抗

10、原之后暴露的C1q结合位点IgG分子结合抗原前后的构象变化 CH2第24页/共94页第二十四页，编辑于星期四：二十点 三分。Flexibility of immunoglobulins第25页/共94页第二十五页，编辑于星期四：二十点 三分。(四) 结构域domains:-s-s-轻链和重连可折叠为数个球形结构域 (domain)，每个结构域有相应的功能.第26页/共94页第二十六页，编辑于星期四：二十点 三分。第27页/共94页第二十七页，编辑于星期四：二十点 三分。第28页/共94页第二十八页，编辑于星期四：二十点 三分。功能区第29页/共94页第二十九页，编辑于星期四：二十点 三分。二

11、、 免疫球蛋白的其他结构(1)化学本质：浆细胞分泌的多肽链 (2)存在：IgM（五聚体）, sIgA（双体）.J chainIgM(一 ) J链（ joining chain，J chain ） IgASecrete pieceJoining chain第30页/共94页第三十页，编辑于星期四：二十点 三分。第31页/共94页第三十一页，编辑于星期四：二十点 三分。第32页/共94页第三十二页，编辑于星期四：二十点 三分。 JSCIgA dimer(二) 分泌片（Secrete Piece，SC) (1) 化学本质: 多肽链(70kD)(2)来源：上皮细胞chain （3）作用： a.帮助Ig

12、A穿越黏膜 b.保护s IgA抵抗蛋白酶的水解作用 第33页/共94页第三十三页，编辑于星期四：二十点 三分。第34页/共94页第三十四页，编辑于星期四：二十点 三分。第35页/共94页第三十五页，编辑于星期四：二十点 三分。三、免疫球蛋白的水解片段Fab ：Ag-binding FragmentFc ：Crystallizable Fragment 第36页/共94页第三十六页，编辑于星期四：二十点 三分。 木瓜蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段 2个Fab和1个Fc片段 Fab能够与抗原结合，单价，但不形成凝集反应或沉淀反应Fc能够与细胞表面 Fc受体结合 Fc分子量大，具有免疫 原性和抗原性

13、 一个F（ab）2和 pFc片段 F（ab）2能够与抗原结合， 双价，能形成凝集反应或沉淀反应 Fc 不能够与细胞表面 Fc受体 结合 pFc分子量小，丧失免疫原性第37页/共94页第三十七页，编辑于星期四：二十点 三分。第二节 免疫球蛋白的异质性第38页/共94页第三十八页，编辑于星期四：二十点 三分。一.免疫球蛋白的类型 (一) 类Classes Heavy chain , , , , . Ig: IgA, IgG, IgM, IgD, IgEIg重链C区所含抗原表位（决定基）不同第39页/共94页第三十九页，编辑于星期四：二十点 三分。同种型（存在于同种抗体分子中的抗原表位）第40页/共

14、94页第四十页，编辑于星期四：二十点 三分。(2) 亚类 Subclasses IgG: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA: IgA1, IgA2 IgM: IgM1, IgM2 IgG1IgG4IgG3IgG2同类Ig其重链抗原性及二硫键数目和位置不同第41页/共94页第四十一页，编辑于星期四：二十点 三分。light chain (L): composed of about 214 aa, type: (60%), (40%)(3) 型 Types Ig轻链C区所含抗原表位（决定基）不同第42页/共94页第四十二页，编辑于星期四：二十点 三分。二.外源因素所致的异质性-

15、 Ig多样性第43页/共94页第四十三页，编辑于星期四：二十点 三分。第44页/共94页第四十四页，编辑于星期四：二十点 三分。三、内源因素所致的异质性- Ig免疫球蛋白的血清型（Ig免疫原性） 免疫球蛋白作为抗体既可与特异性抗原结合，同时又可作为抗原，激发机体的特异性免疫应答，产生抗Ig 的抗体（抗抗体）。免疫球蛋白含多种抗原表位。 免疫球蛋白分子上有三种不同的抗原表位，即同种型、同种异型和独特型抗原表位。 第45页/共94页第四十五页，编辑于星期四：二十点 三分。Human antibodyRabbit antibody免疫球蛋白的血清型抗体的异种免疫原性第46页/共94页第四十六页，编辑

16、于星期四：二十点 三分。IsotypesAllotypesIdiotypes第47页/共94页第四十七页，编辑于星期四：二十点 三分。第48页/共94页第四十八页，编辑于星期四：二十点 三分。Isotypes(1) 同种型IsotypesC region同一种属个体之间的共同标志(Common markers among individuals within a species)Species markers不同种属的同种抗体分子中的抗原表位即为同种型。如马血清抗毒素为强抗原（60%aa不同）第49页/共94页第四十九页，编辑于星期四：二十点 三分。Allotypes(2) 同种异型Allot

17、ypes, , , chains C regions同一种属不同个体之间的差异(Different among individuals within a species)遗传标志 Genetic markers（数个aa不同，抗原性弱）同一种属但不同个体中的免疫原性第50页/共94页第五十页，编辑于星期四：二十点 三分。(3) 独特型IdiotypesIsotypesAllotypesIdiotypes同一种属同一个体来源的抗体分子，其免疫原性亦不尽相同，称为独特型。V region(Different among immunolglubins within individual)抗原特异性标

18、志 Specific markersnIg的可变区、抗原结合部位、独特型决定基是在同一结构基础上。第51页/共94页第五十一页，编辑于星期四：二十点 三分。（发挥免疫调节作用）第52页/共94页第五十二页，编辑于星期四：二十点 三分。 第三节 免疫球蛋白的功能 (Biological functions of antibodies)1.中和作用 2.激活补体 3.调理作用 4.ADCC作用 5.通过胎盘第53页/共94页第五十三页，编辑于星期四：二十点 三分。第54页/共94页第五十四页，编辑于星期四：二十点 三分。一、Ig V区的功能V region:结合抗原 (Binding Ag)中和毒

19、素和中和病毒 (Neutralizing toxin & virus)凝集细菌 (Agglutination microbes )阻止黏附(Prevention adhesion)第55页/共94页第五十五页，编辑于星期四：二十点 三分。抗毒素的中和作用Neutralization By Antitoxin Antibodies第56页/共94页第五十六页，编辑于星期四：二十点 三分。抗病毒抗体的中和作用Neutralization By Antiviral Antibodies第57页/共94页第五十七页，编辑于星期四：二十点 三分。抗体的抑制黏附作用第58页/共94页第五十八页，编

20、辑于星期四：二十点 三分。C region:(一) 激活补体 (Fixation of complement) 二、 Ig 的C区功能第59页/共94页第五十九页，编辑于星期四：二十点 三分。第60页/共94页第六十页，编辑于星期四：二十点 三分。 结合细胞 (Binding cells) 调理作用 (Opsonization) ADCC 介导I型超敏反应 (二) 结合Fc受体第61页/共94页第六十一页，编辑于星期四：二十点 三分。1. 调理作用(Opsonization) (IgGFc)第62页/共94页第六十二页，编辑于星期四：二十点 三分。2. ADCC第63页/共94页第六十三页，编

21、辑于星期四：二十点 三分。Figure 1-24 part 2 of 33. 介导I 型超敏反应 (Involved in allergic reactions-hypersensitivity I) 第64页/共94页第六十四页，编辑于星期四：二十点 三分。 Crossing the placenta Immunity is transferred from mother to fetus through placental transfer of IgG.(三) 穿过胎盘和黏膜第65页/共94页第六十五页，编辑于星期四：二十点 三分。 第四节 各类免疫球蛋白的特性和功能第66页/共94页第

22、六十六页，编辑于星期四：二十点 三分。11 interchain disulfide bonds.一. IgG第67页/共94页第六十七页，编辑于星期四：二十点 三分。一、IgG n体液中含量最高(总量7580)，半衰期最长（2023天）。n亲和力高，再次免疫应答主要抗体，抗感染免疫的重要组分。n分为4个亚类，不同亚类在：新生儿抗感染 活化补体 调理吞噬作用 ADCC作用 与葡萄球菌蛋白A（SPA）结 合，并用于免疫学诊断； IgG引起II、III型超敏反应第68页/共94页第六十八页，编辑于星期四：二十点 三分。(1) StructureSecreted IgM (sIgM): pentam

23、erMembrane-bound IgM (mIgM): monomer J chain Ig Igb Ig Igb二、IgM第69页/共94页第六十九页，编辑于星期四：二十点 三分。第70页/共94页第七十页，编辑于星期四：二十点 三分。IgM 1.单体IgM以膜结合型是BCR 2.分泌型（即血清型）在菌血症和败血症时，发 挥抗感染作用 3. IgM具有很强的抗原结合能力 4.更易激活补体 5. 天然血型抗体为IgM 6. IgM是最早合成的抗体，是新近感染的指标， 可用于感染的早期诊断。 7. IgM也参与免疫损伤即参与、型超敏反应，某些自身抗体如类风湿因子属于IgM.第71页/共94页第

24、七十一页，编辑于星期四：二十点 三分。三、IgA(1) Structure第72页/共94页第七十二页，编辑于星期四：二十点 三分。第73页/共94页第七十三页，编辑于星期四：二十点 三分。第74页/共94页第七十四页，编辑于星期四：二十点 三分。四、IgEStructure第75页/共94页第七十五页，编辑于星期四：二十点 三分。特 性 1.含量最少 2.与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的 FcR受体结合,参与型超敏反应. 3.抗寄生虫感染第76页/共94页第七十六页，编辑于星期四：二十点 三分。Involved in allergic reactions( hypersensitivity I

25、) 第77页/共94页第七十七页，编辑于星期四：二十点 三分。IgE-Directed Eosinophil （嗜酸性粒细胞）Attack抗寄生虫免疫-Anti-parasitic infections第78页/共94页第七十八页，编辑于星期四：二十点 三分。五、IgD第79页/共94页第七十九页，编辑于星期四：二十点 三分。IgD 分 子在膜表面的表达是B 细胞成熟的 主要标志膜结合型IgD 作为BCR的组成部分，发挥信号传导作用第80页/共94页第八十页，编辑于星期四：二十点 三分。Immunoglobulin Isotypes Are Distributed To Different P

26、arts Of The BodyIgM BloodIgG TissuesIgA MucosaIgE Surfaces第81页/共94页第八十一页，编辑于星期四：二十点 三分。 第五节 人工制备抗体抗体在疾病的诊断和免疫防治中的重要作用. 人工制备抗体的方法主要是以相应抗原免疫动物，获得抗血清。第82页/共94页第八十二页，编辑于星期四：二十点 三分。一.多克隆抗血清第83页/共94页第八十三页，编辑于星期四：二十点 三分。多价抗原N个单克隆（致敏的B细胞）N个单克隆抗体多克隆细胞多克隆抗体第84页/共94页第八十四页，编辑于星期四：二十点 三分。第一代：多克隆抗血清第二代：细胞工程抗体第三代：基因工程抗体抗体技术的发展经历了三个阶段二.单克隆抗体第85页/共94页第八十五页，编辑于星期四：二十点 三分。单克隆抗体(monoclona