医学免疫学课件：03Immuno globulin

1、Chapter 4 Immunoglobulin19011901von Beringvon Bering血清治疗血清治疗19081908Ehrlich & Ehrlich & MetchnikoffMetchnikoff抗体生成、吞噬抗体生成、吞噬19721972Edelman & PoterEdelman & Poter抗体分子结构抗体分子结构19771977YalowYalow放射免疫测定放射免疫测定19841984Koler,Milstein Koler,Milstein & Jerne& Jerne单克隆抗体单克隆抗体19871987To

2、negawaTonegawaIgIg基因结构基因结构与抗体有关的诺贝尔奖获得者与抗体有关的诺贝尔奖获得者Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972Susumu TonegamaNobel Prize 1987The first evidence to show antibody is one of serum protein fractions1939, A. Tiselius and E. A. KabatTo immunize rabbits with ovalbumi

3、nBelong to -globulin fractionimmunoglobulinUntreated antiserumTreated antiserumn抗体（抗体（Antibody, Ab) 是由是由B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一类细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异性结合，具有免疫功能的球蛋白。能与相应抗原特异性结合，具有免疫功能的球蛋白。n免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig)： 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，亦称具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，亦称 球蛋白。球蛋白。 分泌型：存在于体液中，具有抗体的各

4、种功能分泌型：存在于体液中，具有抗体的各种功能 膜型：膜型：B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体nAb=Ig,IgAb；Ab是功能描述，是功能描述，Ig是化学结构描述；是化学结构描述；Basic Immunoglobulin StructurenHeavy & Light ChainsnDisulfide bondsnInter-chainnIntra-chain Immunoglobulin Structure1. 重链和轻链 Ig的两条长链称为重链（heavy Chain，H链） 分为、 两条轻链（light Chain，L链） 分为、型。每个分子的两条轻链完全相同。Immuno

5、globulin StructurenDomainsnVL & CLnVH & CH1 - CH3 (or CH4)CH1VLCLVHCH2 CH3Hinge RegionCarbohydrateDisulfide bondImmunoglobulin StructurenVariable & Constant RegionsnVL & CLnVH & CHnHinge RegionCH1VLCLVHCH2 CH3Hinge RegionCarbohydrateDisulfide bondStructure of the Variable Regionn

6、Hypervariable region (HVR) or ncomplementarity determining regions (CDR)nFramework regions 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 5040 30 2010 0 CDR1CDR2CDR3 抗 体 分 子 的 多 样 性 酸残基的变异率相应位置上氨基抗原抗原B 细 胞 表 位 抗体 CDR表位AbAgIg的水解片段的水解片段Immunoglobulin Fragments: Struct

7、ure/Function RelationshipsnFabnAg bindingnValence = 1nSpecificty determined by VH and VLPapainFcFabnFcnEffector functionsImmunoglobulin Fragments: Structure/Function RelationshipsnF(ab)2npFcPepsinFc PeptidesF(ab)2IgIg的的J J链和分泌片链和分泌片（一）连接链（一）连接链（J J链）链） 由浆细胞合成的一种糖蛋白。由浆细胞合成的一种糖蛋白。 IgAIgA和和IgMIgM含有含有J

8、J链链（二）分泌片（二）分泌片secretory componentssecretory components 是分泌型是分泌型IgA(sIgAIgA(sIgA）的一个辅助成分，由）的一个辅助成分，由粘膜上皮细胞合成和分泌。粘膜上皮细胞合成和分泌。 保护保护sIgAsIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏的铰链区免受蛋白酶的水解破坏 介导介导IgAIgA二聚体的转运二聚体的转运Ig的其它成分的其它成分Ig的其它成分的其它成分a、同种型（、同种型（isotype)n是指同一种属所有正常个体是指同一种属所有正常个体Ig分子共同具有的抗分子共同具有的抗原特异性标志。同种型决定簇主要存在于原特异性标志。同

9、种型决定簇主要存在于Ig恒定恒定区内。区内。IgM (kappa)IgG1 (kappa)Ig的抗原性的抗原性b、 同种异型（同种异型（Allotype)n同一种属不同个体同一种属不同个体所产生的同一类型所产生的同一类型Ig的遗传标记不同，的遗传标记不同，而表现的抗原性差而表现的抗原性差异。异。IgG1 (kappa)Person 2IgG1 (kappa)Person 1c c、 独特型（独特型（idiotype)idiotype)n免疫球蛋白免疫球蛋白V V区所具有区所具有的抗原特异性标志的抗原特异性标志n独特型、独特型、IgIg的超变区和的超变区和抗原结合部位抗原结合部位同一同一物质结构

10、物质结构。n抗独特型抗体（抗抗体）抗独特型抗体（抗抗体）IgG1 (kappa)Person 2anti-BIgG1 (kappa)Person 1anti-An独特型抗原 idiotypic antigen BCR、TCR、IgV区特异性的氨基酸序列Immunoglobulin Fragments: Structure/Function RelationshipsAg BindingComplement Binding SitePlacental TransferBinding to Fc Receptors抗体抗原结合所致的分子和细胞效应n抗体结合抗原n借助其他分子和细胞清除抗原 由C区决

11、定 必须在结合抗原以后： 暴露分子细胞的结合位点 Fc受体聚集 Ab的生物学活性的生物学活性Preventing Bacterial Adherence通过胎盘和黏膜：通过胎盘和黏膜：IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行的。抗体并非都对机体有利 C. Human Immunoglobulin ClassesnIgG - Gamma ()heavy chainsnIgM - Mu heavy () chainsnIgA - Alpha heavy ()chainsnIgD - Delta heavy () chainsnIgE - Epsilon

12、 heavy () chains五类Ig的结构IgGnProperties 4 subclasses Major serum Ig: IgG accounts for about 75-80% of the total serum immunoglobulin in normal adult The abundant antibody produced during secondary humoral immune responses in the blood Placental transfer Does not require Ag binding (except IgG2)Fixes c

13、omplement (except IgG4) Binds to Fc receptors (except IgG2, IgG4) Phagocytes - opsonization NK cells - ADCC IgMnStructurenPentamer (19S)nExtra domain (CH4)nJ chainCH4J ChainB Cell Antigen Receptor (BcR)Ig-Ig- Ig-Ig- IgMnPropertiesnThe largest ， no hing regionnExpressed on the surfaces of B cells（BCR

14、）nFirst Ig made by fetus and B cells（脐带血IgM升高的意义）nThe key immunoglobulin of the primary responsenFixes complement: an efficient activator of the classical complement pathwayn天然的血型抗体、类风湿因子是IgMIgAnStructurenSerum - monomernSecretions (sIgA)nDimer (11S)nJ chainnSecretory componentJ ChainSecretory Piece

15、IgAnPropertiesnMajor secretory Ig (Mucosal or Local Immunity)nTears, saliva, gastric and pulmonary secretions nneutralize pathogensnDoes not fix complement (unless aggregated)IgDnStructurenMonomernTail pieceTail PieceIgDnPropertiesnB cell surface Ig (B cell maturation)nDoes not bind complementIgEnSt

16、ructurenMonomernExtra domain (CH4)CH4IgEnPropertiesnLeast common serum IgnBinds to basophils and mast cells (Does not require Ag binding)nAllergic reactionsnParasitic infections nBinds to Fc receptor on eosinophilsnDoes not fix complement人工制备抗体人工制备抗体a.多克隆抗体 用抗原免疫动物后获得的免疫血清（抗血清） 由不同克隆的B细胞针对不同抗原决定簇所产生 针对不同抗原表位的抗体组成的复合物针对不同抗原表位的抗体组成的复合物b.单克隆抗体 一个B细胞针对一个抗原决定簇所产生 杂交瘤技术制备，1975年 骨髓瘤细胞无限增殖，脾细胞产生抗体， 杂交瘤细胞大量无限增殖且合成抗体McAb概念：识别一种抗原表位的B细胞克隆所产生的均一性抗体单克隆杂交瘤的制备单克隆杂交瘤的制备Georeges Georeges Kohler Kohler 1946-1946-Cesar Cesar MilsteMilsteNobel Nobel Prize Prize in in 1984198