免疫球蛋白结构

1、抗体的结构一、单体Porter等对血清IgG抗体的研究证明：Ig分子的根本结构是由四肽链组成的。即：由二条相同的分子量较小的肽链(轻链)和二条相同的分子量较大的肽链(重链)组成。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体；单体是构成所有免疫球蛋白分子的根本结构；所有抗体的单体都是四条肽链的对称结构，即：两条糖基化重链(H)和两条非糖基化轻链(L)；每条重链和轻链分为氨基端(N端)和羧基端(C端)。二、轻链和重链1、轻链light chain，L链由214个氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量为24kD，有两个由链内二硫键组成的环肽，L链可分为：Kappa与 lambda

2、2个亚型。2、重链heavy chain，H链由450-550个氨基酸残基组成，分子量55-75kD，含糖数量不同，4-5个链内二硫键，可分为5类，、链，不同的H链与L链或组成完整的Ig分子。分别称为：IgM，IgG，IgA，IgD和IgE。三、可变区和恒定区通过对H链或L链的氨基酸序列比拟分析，发现： 其N-末端序列变化很大，称此区为可变区V区； C-末端氨基酸那么相对稳定，变化很小，称此区为恒定区C区。1、可变区Variable region，V区L链N端1/2处VL108-111个氨基酸残基，H链N端1/5-1/4处VH118个氨基酸残基，V区有一个肽环65-75个氨

3、基酸残基。可变区可分为高变区hypervariable region，HVR和骨架区framework region，FR，VL的HVR在24-34，50-56，89-97氨基酸位置。VH的HVR在31-35，50-56，95-102氨基酸位置。分别称为VL和VH的HVR1，HVR2，HVR3。高变区为抗体与抗原的结合位置，称为决定簇互补区complementarity-determining region，CDR，VL和VH的HVR1，HVR2，HVR3又分别称为CDR1，CDR2，CDR3，其中CDR3具有更高的高变程度，H链在与抗原结合中起重要的作用。2、恒定区constant regi

4、on，C区L链C端1/2处，105个氨基酸残基，H链C端3/4-4/5处，331-431个氨基酸残基。在同一种属动物中是比拟恒定的，是制备第二抗体进行标记的重要根底。 四、功能区链内二硫键折叠成球形区称为功能区domain约由110个氨基酸组成。氨基酸的顺序具有高度的同源性。1、L链功能区：2个，VL，CL各一个2、H链功能区：IgG，IgA，IgD，4个V区1个，C区3个，IgM，IgE，5个V区1个，C区4个 3、功能区的片层结构:抗体的L链和H链中V区或C区每个功能区的二级结构是反向平行的片层结构。4、功能区的作用：1VL和VH是抗原结合的部位。 2CL和CH1上具有同种异型的

5、遗传标记。3IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位点；IgG借助CH2局部可通过胎盘4CH3或CH4具有结合单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、B细胞、NK细胞Fc段受体的功能，不同的抗体可与不同的细胞结合，产生不同的免疫效应。5、铰链区1铰链区不是一个独立的功能区，位于CH1与CH2之间；包括H链间二硫键，该区富含脯氨酸，不形成-螺旋。2当Ab与Ag结合时，铰链区发生扭曲，使Ab的2个抗原结合点更好地与2个抗原决定簇互补。3由于CH2和CH3构型变化,显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。4含有木瓜蛋白酶、胃蛋白酶的水解位点。五、酶解片段1木瓜蛋白酶的水解片段1959年 Porter

6、用木瓜蛋白酶papain水解兔IgG分子，将IgG从绞链区二硫键的近N端侧切断，从而将免疫球蛋白裂解为三个片段，即2个相同的Fab段和1个Fc段。每一个Fab段即抗原结合片段fragment antigen binding，Fab，含有一条完整的L链和H链近N 端侧的1/2。每个Fab段结合抗原是单价的，即只能结合一个抗原决定簇。因此不能连结成较大的抗原抗体复合物，不出现凝集或沉淀现象。Fab中的约1/2 H链局部称为Fd段，约含225个氨基酸残基，包括VH、CH1和局部绞链区。Fc段在低温或低离子强度下可形成结晶，故称为可结晶片段fragment crystallizable，Fc，Fc段含

7、有两条H链羧基端C端的一半，包含CH2和CH3两个功能区，它无抗体活性。Ig在异种间免疫所具有的抗原性主要存在于Fc段，同时Fc段还具有活化补体、亲细胞、通过胎盘和介导与细菌蛋白结合等生物学活性。2、胃蛋白酶水解片段1960年Nisonoff等最早用胃蛋白酶水解兔IgG分子，可将IgG从绞链区重链间二硫键近C端切断，将其裂解为大小不等的两个片段。大片段为1个Fab双体，以F(ab')2表示。 F(ab')2由一对L链和一对略大于Fd的H链称为Fd'组成。Fd'约含有235个氨基酸残基，包括VH、CH1和绞链区。F(ab')2结合抗原为双价，可结合两个抗原

8、决定簇，其结合抗原的亲合力要大于单价的Fab，与抗原结合后可出现凝集或沉淀现象。由于F(ab')2保持了结合相应抗原的生物学活性，又减少或防止了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而在生物制品中有实际应用价值。虽然F(ab')2在与抗原结合特性方面同完整的Ig分子一样，但由于缺乏Ig中的Fc局部，故不具备固定补体及与细胞膜外表Fc受体结合的功能。小片段Fc可被胃蛋白酶继续水解为小分子多肽，以Fc'表示，不再具有任何生物学活性。六、J链和分泌成分1、J链joining chain1存在于二聚体IgA和五聚体IgM中；化学本质为酸性糖蛋白，分子量约15ku，含有8个半胱氨酸残基。2以二硫键连接到链或链的羧基端的半胱氨酸，对抗体二聚体、五聚体的组成及在体内转运具有一定的作用。2、分泌成分secretory component，