[医药卫生]免疫球蛋白ppt课件

1、第三章 免疫球蛋白 Immunoglobulin, IG 本章重点：1、免疫球蛋白的结构2、五类免疫球蛋白的特性白蛋白球蛋白球蛋白球蛋白正常血清正常血清免疫血清免疫血清白蛋白球蛋白球蛋白球蛋白抗原（肺炎球菌多糖）抗原（肺炎球菌多糖）免疫血清免疫血清白蛋白球蛋白球蛋白球蛋白白蛋白球蛋白球蛋白球蛋白抗原吸收后血清抗原吸收后血清抗原抗原 一、免疫球蛋白一、免疫球蛋白（immunoglobulinimmunoglobulin，IgIg）抗体（antibody，Ab）与免疫球蛋白抗体抗体能与抗原物质产生特异结合的体液中的蛋白分子。免疫球蛋白免疫球蛋白具有抗体功能或结构与抗体相同的蛋白分子。抗体抗体= =

2、免疫球蛋白免疫球蛋白Ig的理化性质多链糖蛋白，具有蛋白质的通性；通常用50%饱和硫酸铵或硫酸钠从免疫血清中提取。 （一）（一） 免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白分子的基本结构是一“Y”字形四肽链结构四肽链结构，两条完全相同的重链（链）和两条完全相同的轻链（链）以二硫键连接而成。1、重链和轻链（1）重链：分子量约5075kD，由450550个氨基酸残基组成，有、和和五类。由其组成的Ig相应地称为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。（2）轻链：分子量约25kD，由214个氨基酸残基组成， 可分为两型：和和型。一个天然的Ig分子的两条轻链和重链是相同的。2、Ig的可变区和恒定区

3、可变区（可变区（variable regionvariable region，V V）：在Ig分子肽链的N端，占L链的1/2和H链的1/4 ，氨基酸的种类和顺序随抗体特异性的不同变化较大，系抗原结合位置。恒定区（恒定区（constant regionconstant region，C C）：在Ig分子肽链的C端，占L链的1/2和H链的3/4，其氨基酸的组成在同一物种的同一类Ig中都比较稳定。该区域有同种异型的遗传标记，此外IgGCH2具补体结合位点、靠近C端的环肽区可结合对应细胞等重链与轻链可变区与恒定区H链L链V区C区N端C端二硫键高变区（hypervariable region，HVR）：

4、在VH和VL各有三个区域的氨基酸残基组成和排列顺序高度可变，也称为互补决定区（complementarity determing region，CDR），分别称HVR1、HVR2、HVR3或 CDR1、CDR2、CDR3，是抗原结合部位。骨架区（framework region，FR）：可变区中高变区以外的氨基酸残基， VH和VL各有四个。超变区可变区恒定区免疫球蛋白的超变区变异度100 80 60 40 20 0变异度 50 40 30 20 10 0重链超变区0 20 40 60 80 100 120轻链超变区0 20 40 60 80 100 120轻链超变区0 20 40 60 80

5、100 120NCVL功能区超变区重链与轻链可变区与恒定区H链L链V区C区N端C端二硫键3、绞链区(Hinge region)绞链区(Hinge region)： 在CH1和CH2之间一些易伸展转动的氨基酸残基。 4、功能区（functional region）功能区（functional region）：又称结构域（domain） 。 IgIg分子的每条肽链可折叠为几个球形的功分子的每条肽链可折叠为几个球形的功能区，每个功能区约由能区，每个功能区约由110110个氨基酸个氨基酸构成。构成。L L链有链有VLVL和和CLCL；IgGIgG、IgAIgA和和 IgDIgD由由VHVH、CH1 C

6、H1 、 CH2 CH2 、 CH3CH3 四个功能区；四个功能区；IgMIgM和和IgEIgE重链多了一个重链多了一个 CH4CH4。VHVLCH 1CH 3CH 2CL铰链区互补决定区（CDR）免疫球蛋白的功能区及其作用功能区的作用：VL和VH是抗原结合位置； CL和CH上有同种异型的遗传标记； IgG的CH2和IgM的CH3具补体结合位点； IgG的CH3和IgE的CH2 、CH3靠近C端的环肽区可结合对应细胞等。思考从下列各图你能区分从下列各图你能区分IgIg的种类吗？的种类吗？（二）J链和分泌片（SP）某些类某些类IgIg可以双体（如可以双体（如IgAIgA）或五聚体（如）或五聚体（

7、如IgMIgM）形式存在，两者均由链连接单体。）形式存在，两者均由链连接单体。见于粘膜表面的分泌型见于粘膜表面的分泌型IgAIgA尚有分泌成分，尚有分泌成分，系通过上皮细胞时加上的，可抗消化酶的系通过上皮细胞时加上的，可抗消化酶的水解以发挥作用。水解以发挥作用。J链IgM五聚体J链IgA二聚体IgA二聚体多聚Ig受体SP（红色部分）分泌片（SP）分泌型IgA（三）水解片段1、木瓜蛋白酶水解片段：水解部位为铰链区二硫键连接的2条重链的近N端。2个相同的抗原结合片段（fragment antigen binding， Fab ）。每个Fab 段由一条完整的轻链和重连的VH和CH1功能区组成； Fa

8、b为单价，与抗原结合后，不能形成凝集现象或沉淀现象。1个可结晶片段片段（fragment crystallizable， Fc ）。相当于IgG的CH2和CH3功能区，无抗原结合活性，是抗体分子与效应分子和细胞相互作用的部位。木瓜蛋白酶FabFc2、胃蛋白酶水解片段：水解部位为铰链区二硫键连接的2条重链的近C端。1个F(ab)2大片段。F(ab)2由两个Fab 及铰链区组成，为双价，可同时结合两个抗原表位，因而能形成凝集反应或沉淀反应。1些小片段pFc。pFc最终被降解，不能发挥生物学效应。木瓜蛋白酶胃蛋白酶FabFcF（ab）2pFc 二、免疫球蛋白的抗原性二、免疫球蛋白的抗原性 免疫球蛋白

9、的抗原决定簇同种型（isotypes）同一物种内所有个体都相同的抗 原决定簇同种异型（allotypes）同一物种内不同个体间不相 同的抗原决定簇独特型（idiotypes）同一个体内不同淋巴细胞克隆 间不相同的抗原决定簇同种型决定簇分布区域同种异型决定簇分布区域独特型决定簇分布区域同种型决定簇IgAIgG同种异型决定簇Am1Gm13独特型决定簇IgGIgAIgDIgMIgECDR1(L)CDR2(L)CDR3(L)CDR2(H)CDR3(H)CDR1(H)抗原决定簇 三、免疫球蛋白的生物学活性和三、免疫球蛋白的生物学活性和各类各类IgIg的主要特性的主要特性1、生物学活性2、生物学效应3、各

10、类免疫球蛋白的功能（一）免疫球蛋白的生物学活性（一）免疫球蛋白的生物学活性1、中和作用中和作用与相应抗原特异性结合与相应抗原特异性结合（ Fab段）：中和毒素、阻断病原入侵；通过C区发挥作用。2、活化补体活化补体3、与细胞表面与细胞表面FcFc受体结合（受体结合（FcFc段）：段）：调理作用；ADCC；介导型超敏反应。4、通过胎盘通过胎盘FabFc固定补体固定补体结合细胞结合细胞B结合抗原结合抗原（二）抗体的生物效应（二）抗体的生物效应1、中和作用2、调理作用3、介导细胞毒作用（ADCC）4、诱导过敏反应作用5、激活补体系统作用6、跨越细胞膜作用（穿越粘膜上皮、穿越胎盘）抗体的中和作用抗体的中

11、和作用抗原Fc受体吞噬细胞抗体的免疫抗体的免疫 调理作用调理作用抗体IgEIgE介导的肥大细胞激活介导的肥大细胞激活IgEFcR I肥大细胞过敏介质变应原（三）各类免疫球蛋白的特性与作用（三）各类免疫球蛋白的特性与作用1、IgG：抗感染的主要抗体 ，大多数抗菌、抗病毒抗体和抗毒素都为 IgG 类 ；唯一能通过胎盘的抗体 ；活化补体 ；调理吞噬；介导 ADCC ；结合 SPA 和结合链球菌 G 蛋白。 2、IgM： 在种系发育、个体发育、人工免疫或病原体感染中，最早合成的抗体 ；膜表面 IgM 是 B 细胞抗原受体 (B cell receptor ， BCR) 的主要成分。 3、IgA：在黏膜

12、局部发挥抗感染免疫作用，包括抗菌和抗病毒；免疫排除功能，结合饮食中可溶性抗原、肠道正常菌群和病原微生物释放的热源物质，防止他们进入血液。 4、IgD：B细胞表面的抗原受体，是成熟 B 细胞的标志 。5、IgE：介导I型超敏症；抗寄生虫感染。不同类型免疫球蛋白的比较不同类型免疫球蛋白的比较 IgM IgD IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA IgE血清含量（mg/dl） 150 4 900 300 100 50 210 0.003血管外分布 +/ + + + + + +中和作用 + + + + + + 调理作用 + + + + 补体激活 + + + + ADCC作用 + + +肥大细

13、胞活化 +穿越粘膜 + + 穿越胎盘 + + + + 五、抗体的制备与应用五、抗体的制备与应用1、抗体的人工制备2、抗体的临床应用人工制备抗体的类型人工制备抗体的类型多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体多克隆抗体（ployclonal antibody，第一代抗体）：天然抗原物质往往具有多种不同的抗原决定簇，天然抗原物质往往具有多种不同的抗原决定簇，而每一决定簇都可刺激机体，一种抗体形成细胞而每一决定簇都可刺激机体，一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。产生一种特异性抗体。在机体淋巴组织内可存在多种抗体形成细胞（在机体淋巴组织内可存在多种抗体形成细胞（B B细胞），当受刺激后，对应一个抗原决定簇，每

14、细胞），当受刺激后，对应一个抗原决定簇，每种种B B细胞可增殖分化为一种细胞群（克隆细胞可增殖分化为一种细胞群（克隆 CloneClone），并分泌合成在理化性质，分子结构，），并分泌合成在理化性质，分子结构，遗传标记，以及生物学特性等方面相同的均一性遗传标记，以及生物学特性等方面相同的均一性抗体（单克隆抗体），多种抗原决定簇可刺激多抗体（单克隆抗体），多种抗原决定簇可刺激多种细胞克隆合成分泌各种不同的抗体（多克隆抗种细胞克隆合成分泌各种不同的抗体（多克隆抗体）。体）。 单克隆抗体（monoclonal antibodymonoclonal antibody，McAbMcAb，第二代抗体）：1

15、975年德国学者Kohler和美国Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞（sheep red bloot cell）免疫的小鼠脾细胞在体外进行两种细胞融合，形成的部分杂交瘤细胞（hybridoma），既具有大量无限生长的特性，又具有合成和分泌抗体的能力。它们是由识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产由识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产生的均一性抗体生的均一性抗体。单克隆抗体技术基因工程抗体（genetically engineering genetically engineering antibodyantibody）基因工程抗体兴起于基因工程抗体兴起于8080年代早期。这一技术是将对年代早期。这一技术是将对IgIg基基因结构与功能的了解与因结构与功能的了解与DNADNA重组技术相结合，根据研究者重组技术相结合，根据研究者的意图的意图在基因水平对在基因水平对IgIg分子进行切割、拼接或修饰，甚分子进行切割、拼接或修饰，甚至是人工全合后导入受体细胞表达，产生新型抗体至是人工全合后导入受体细胞表达，产生新型抗体，也，也称为第三代抗体。称为第三代抗体。基因工程抗体包括嵌合抗体、重构抗体、单链