医学免疫学：04免疫球蛋白

1、2001 免疫学信息网 http:/免疫球蛋白2001 免疫学信息网 http:/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能与相应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。抗原特异性结合，具有免疫功能的球蛋白。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

2、细胞膜上的抗原受体wAb=Ig,IgAbAb=Ig,IgAb；AbAb是功能描述，是功能描述，IgIg是化学结构描述；是化学结构描述；第一节第一节 概念概念2001 免疫学信息网 http:/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2001 免疫学信息网 http:/Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 19722001 免疫学信息网 http:/Susumu TonegamaNobel Prize 19872001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网

3、 http:/2001 免疫学信息网 http:/CLCLCH1VLVLVHVHCH2CH3C端N端恒定区恒定区可变区可变区FC 段Fab段铰铰链链区区补体结合补体结合FcFc受体结合受体结合抗原结合部位抗原结合部位2001 免疫学信息网 http:/1、重链和轻链、重链和轻链 Ig的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（Heavy chain, H链）链） 重链可分为重链可分为、链链 Ig的两条短链称为轻链（的两条短链称为轻链（Light chain, L链）链） 可分为可分为、型。每个型。每个Ig分子的两条轻链完全相同。分子的两条轻链完全相同。 IgM IgG IgA IgD IgE 20

4、01 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/The Immunoglobulin FoldThe characteristic structural motif of all Ig domains2001 免疫学信息网 http:/Unfolded VL region showing 8 antiparallel b-pleated sheets connected by loops.NH2COOHS SThe Immunoglobulin Fold2001 免疫学信息网 http:/Amino acid No.Variability801006040202040608

5、0100120Cytochromes CVariability of amino acids in related proteinsWu & Kabat 1970Amino acid No.Variability8010060402020406080100120HumanIg heavychains2001 免疫学信息网 http:/FR1FR2FR3FR4CDR2CDR3CDR1Distinct regions of high variability and conservation led to the concept of a FRAMEWORK (FR), on which h

6、ypervariable regions were suspended.Framework and Hypervariable regionsAmino acid No.Variability8010060402020406080100120Most hypervariable regions coincided with antigen contact points - the COMPLEMENTARITY DETERMINING REGIONS (CDRs)2001 免疫学信息网 http:/高变区2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信

7、息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2、可变区和恒定区、可变区和恒定区（1) 可变区可变区（variable region, V区区) ） N端重链端重链1/4和轻链和轻链1/2 组成，组成，AA的种类、排列顺序与构型变化很大。的种类、排列顺序与构型变化很大。 VL区存在区存在3个个超变区超变区（hypervariable region, HVR13) VH有有4个超变区个超变区 超变区共同组成超变区共同组成Ig 的抗原识别部位，形成与抗原决定基的抗原识别部位，形成与抗原决定基 互补的表位。互补的表位。超变区也称互补决定区（超变区也称互补决定区（complementarity

8、- determining region, CD13)。 4个骨架区个骨架区（framework region, FR14). AA替换频率较低替换频率较低 的的部分。的的部分。（2）恒定区恒定区：C端重链端重链3/4和轻链和轻链1/2 组成，组成，AA的种类、排列的种类、排列 顺序及构型相对稳定顺序及构型相对稳定2001 免疫学信息网 http:/（二）免疫球蛋白的功能区（二）免疫球蛋白的功能区IgG, IgA, IgD: L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, CH2, CH3IgM, IgE: L chain: VL, CL H chain:VH, CH1, C

9、H2, CH3, CH42001 免疫学信息网 http:/功能区的作用功能区的作用VL, VH: 超变区，互补决定区（超变区，互补决定区（CDR): 与抗原特异与抗原特异 性结合部位性结合部位CL， CH1: 同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记CH2, CH3(IgM): 补体补体C1q结合点，激活补体结合点，激活补体IgG CH2: 通过胎盘通过胎盘IgG CH3:与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、 NK细胞、细胞、B细胞表面的细胞表面的Fc R结合。结合。IgE CH2和和CH3：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞 表面的表面的Ig

10、E Fc结合结合铰链区铰链区：适于适于V区同抗原的结合区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹。含大量脯氨酸，富有弹性性和伸展性，能使和伸展性，能使AbAb与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。补体结合位点。2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/CH3CH2FbFvFvFvFbFvHingeElbowCH3CH2FbFvFlexibility andmotion of immunoglobulins2001 免疫学信息网 http:/二、免疫球蛋白的功能区2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网

11、 http:/2001 免疫学信息网 http:/木瓜蛋白酶水解IgG 得到两个相同的Fab段和一个Fc段。2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/四、J链和分泌片2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/第二节 免疫球蛋白的功能2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/BACK2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/一、IgG第

12、三节 五类免疫球蛋白的特性与功能2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/IgG facts and figuresHeavy chains: 1 2 3 4 - Gamma 1 - 4Half-life: IgG1 21 - 24 days IgG2 21 - 24 days IgG3 7 - 8 days IgG4 21 - 24 daysSerum level (mgml-1): IgG15 - 12IgG2 2 - 6IgG3 0.5 - 1IgG4 0.2 - 1% of Ig in serum:IgG145 - 53IgG2 11 - 15IgG3 3

13、 - 6IgG4 1 - 4Complement activation: IgG1+ IgG2 + IgG3 + IgG4 NoInteractions with cells: All subclasses via IgG receptors on macrophages and phagocytesTransplacental transfer: IgG1+IgG2 +IgG3 +IgG4 +2001 免疫学信息网 http:/二、IgM2001 免疫学信息网 http:/2001 免疫学信息网 http:/IgM facts and figuresHeavy chain:m - MuHal

14、f-life: 5 to 10 days% of Ig in serum:10Serum level (mgml-1): 0.25 - 3.1Complement activation:+ by classical pathwayInteractions with cells: Phagocytes via C3b receptorsEpithelial cells via polymeric Ig receptorTransplacental transfer: NoAffinity for antigen:Monomeric IgM - low affinity - valency of

15、2Pentameric IgM - high avidity - valency of 102001 免疫学信息网 http:/三、IgA2001 免疫学信息网 http:/EpithelialcellJCCSSSSCCSSSSCCssSecretory IgA and transcytosisBJC CSSSSCCSSSSCCs sJCCSSSSCCSSSSCCssJCCSSSSCCSSSSCCsspIgR & IgA areinternalisedStalk of the pIgR is degraded to release IgA containing part of the

16、pIgR - the secretory componentJCCSSSSCCSSSSCCssIgA and pIgR are transported to the apical surface in vesiclesB cells located in the submucosaproduce dimeric IgAPolymeric Ig receptors are expressed on the basolateral surface of epithelial cells to capture IgA produced in the mucosa2001 免疫学信息网 http:/I

17、gA facts and figuresHeavy chains:a1 or a2 - Alpha 1 or 2Half-life: IgA1 5 - 7 daysIgA2 4 - 6 daysSerum levels (mgml-1): IgA1 1.4 - 4.2IgA2 0.2 - 0.5% of Ig in serum:IgA1 11 - 14IgA2 1 - 4Complement activation: IgA1 - by alternative and lectin pathwayIgA2 - NoInteractions with cells: Epithelial cells

18、 by pIgRPhagocytes by IgA receptorTransplacental transfer: NoTo reduce vulnerability to microbial proteases the hinge region of IgA2 is truncated, and in IgA1 the hinge is heavily glycosylated.IgA is inefficient at causing inflammation and elicits protection by excluding, binding, cross-linking micr

19、oorganisms and facilitating phagocytosis2001 免疫学信息网 http:/四、IgD2001 免疫学信息网 http:/IgD facts and figuresIgD is co-expressed with IgM on B cells due to differential RNA splicingLevel of expression exceeds IgM on nave B cellsIgD plasma cells are found in the nasal mucosa - however the function of IgD in

20、 host defence is unknown - knockout mice inconclusiveLigation of IgD with antigen can activate, delete or anergise B cellsExtended hinge region confers susceptibility to proteolytic degradationHeavy chain:d - DeltaHalf-life: 2 to 8 days% of Ig in serum:0.2Serum level (mgml-1): 0.03 - 0.4Complement activation: NoInteractions with cells: T cells via lectin like IgD receptorTransplacental transfer: No2001 免疫学信息网 http:/五、IgE2001 免疫学信息网 http:/IgE facts and figuresIgE appears late in evolution in accordance with its role in protecting against parasite infectionsMost IgE is a