第二章antibodyA

1、第二章 抗体(kngt)主要(zhyo)内容：抗体的概念抗体的结构，各功能区的功能抗体的抗原性抗体的生物学功能1共七十三页1901年Behring由于(yuy)在运用抗毒素血清预防和治疗白喉和破伤风等病症方面；1919年Bordet发现抗原和抗体相互作用的结果是激活补体，导致携带抗原的靶细胞的裂解；1972年美国Gerald 和英国Rodney 由于在抗体结构上的突出贡献被授予诺贝尔医学及生理学奖；1984年Niels （丹麦）、Kohler（德国）和Cesar (美国)在发现生产单克隆抗体的原理而共同获得诺贝尔生理学或医学奖；1987年利根川进在基因水平上对抗体多样性形成的机制进行了探索，证

2、实了免疫球蛋白的基因结构，在免疫球蛋白研究领域取得了突破性进展。2共七十三页X射线晶体衍射显示抗体分子(fnz)立体结构3共七十三页抗体（antibody，Ab）： 在抗原和免疫系统的相互作用下，由B淋巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生(fshng)特异结合的免疫球蛋白（immunoglobulin）。包括IgG、IgM、IgA、IgD、 IgE第一节 抗体与免疫(miny)球蛋白的概念曾有抗毒素、杀菌素、溶菌素、凝集素、沉淀素、溶血素、红斑狼疮因子、类风湿因子等名称。4共七十三页5共七十三页是具有抗体活性或化学(huxu)结构与抗体相似的球蛋白免疫(miny)球蛋白(Immunoglob

3、ulin, Ig)：抗体非抗体存在形式： 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） B细胞膜上的抗原受体； 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) 分泌进入体液,介导体液免疫应答。6共七十三页抗体是与抗原相对应的一个概念，着重点在 其生物学活性；免疫球蛋白是结构和化学本质上的概念；抗体都是免疫球蛋白，免疫球蛋白质并非都是抗体，它包括抗体球蛋白、异常(ychng)免疫球蛋白等。如骨髓瘤患者血清中的骨髓瘤蛋白，其化学结构与Ab相似，但无Ab活性，没有免疫功能，不能称为Ab。 通常情况(qngkung)下二者可通用。 球蛋白 = 丙种球蛋白 = 抗

4、体分子抗体与免疫球蛋白的关系：7共七十三页8IgGIgMIgAIgDIgE妈妈(m m)哥哥(g ge)弟弟我保安共七十三页第二节 抗体(kngt)的结构9共七十三页10共七十三页11共七十三页12共七十三页13共七十三页 抗体分子巨大，含有1000个以上的aa残基。但各类抗体都具有相似(xin s)的基本结构。即所有抗体都由1个或多个(du )单体组成。单体：由四条多肽链和几对二硫链接成的一个基本单位称为Ig单体。14共七十三页一、单体(dn t)结构共七十三页四肽链结构所有(suyu)Ig的基本单位都是四条多肽链的对称结构。 重 链（heavy chain，H链） 其中两条相同的长链称为重

5、链，由446个aa组成， 结合有不同含量的糖，故Ig属糖蛋白。轻 链（light chain，L链） 两条相同的短链称为轻链，由214个aa组成。 重链和轻链 二硫键连接16共七十三页稳定区与可变区17共七十三页稳定区（constant region，C区） 肽链aa组成和排列相对(xingdu)恒定区域，称为稳定区，决定着抗体分子的多种生物活性，由L的1/2、H的3/4组成。 根据H链恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为： 重链分5类： Ig： IgA IgG IgD IgE IgM 根据L链恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为： 两型： 、18共七十三页可变区（variable region，

6、V区） 抗体分子肽链N-端，L链的1/2和H链的1/4的aa组成和排列顺序多变，故称可变区。是识别AD和决定(judng)抗体特异性的部位。19共七十三页对来自不同B细胞克隆的Ig轻链氨基酸序列进行比较，发现V区的变化主要集中在3个分别(fnbi)由610个氨基酸残基组成的狭小区域内。20共七十三页21共七十三页超变区/互补(h b)决定区框架(kun ji)区22共七十三页高变区与框架区高变区（hypervariable region）： 在V区内，重链与轻链各有3个特殊区域，在这些区域aa排列顺序变化大大超过V区的其他部分，这些区域称为超变区或高变区，又叫互补决定区(complementa

7、rity-determing region ， CDR)。框架区（Framework region，FR):维持(wich)超变区的空间构型,FR1,FR2,FR3,FR423共七十三页每条L链和H链的高变区相互作用形成一个单一的抗原结合位点。每个IgG分子有2个抗原结合位点，在功能上称为(chn wi)双价抗体。24共七十三页抗原(kngyun)B细胞(xbo)表位 抗体 CDR表位AbAg25共七十三页抗原(kngyun)与抗体分子之间的非共价键 离子键范德华引力(ynl)氢键疏水键 抗原表位 抗原结合部位 水分子 -C-O-IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII+H-N-

8、=OHH -C=OH-N-26共七十三页27共七十三页免疫球蛋白的功能区 H链和L链上每隔110个氨基酸残基就通过链内二硫键连接形成跨度约110个氨基酸的环形结构(jigu)区域（domain），具有不同的生物学功能，称为功能区。 轻链包括VL和CL两个结构域,重链含有1个VH和3-4个CH结构域。28共七十三页IgG、 IgA、 IgD的重链有4个功能区， 分别为VH、CH1、CH2、CH3；IgM和IgE有5个功能区，即比IgG等多一个CH4。轻链只有(zhyu)VL和CL两个功能区。29共七十三页以IgG为例，各功能区的功能如下：1.VH和VL：结合(jih)抗原的部位。2.CH1和CL

9、：遗传标志所在。3.CH2 ：有补体结合点，参与活化补体。4.CH3：可与细胞表面的Fc受体结合。30共七十三页31共七十三页绞链区（hinge region） CH1和CH2之间，两个重链间二硫键连结处，能自由折叠，可以转动，弹性好，易被各种专一性不同的蛋白酶水解。 当抗体与抗原结合时，此区可转动，便于与抗原结合，另外亦可暴露(bol)CH2上的补体结合位点。原因：含大量脯氨酸和二硫键32共七十三页Ig分子(fnz)结合抗原前后的构象变化BACK33共七十三页重链轻链可变区恒定(hngdng)区超变区骨架(gji)区铰链区功能区34共七十三页二、抗体的其它(qt)结构J链与分泌片35共七十三

10、页J链（joining chain，J链） 分子量20KD，内含10%糖，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。J链只有(zhyu)一种，它以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上。功 能：连接Ig单体形成多聚体。 如IgM-五聚体、sIgA-二聚体36共七十三页分泌片（Secretory piece，SP） 分子量60-70KD，含6%糖。分泌片由上皮细胞合成和分泌。分泌型IgA所特有的一种特殊结构功能：a.帮助(bngzh)IgA穿越黏膜b.保护sIgA抵抗蛋白酶的水解作用37共七十三页分泌(fnm)片38共七十三页三、免疫(miny)球蛋白的水解片段与生物学活性39共七十三页2个相同的抗原结合片断（f

11、ragment antigen binding，Fab)1个Fc片段(pin dun)，即可结晶片断（fragment crystallizable， Fc）(一)木瓜(m u)蛋白酶水解：1、酶解位点 H链间二硫键近N端。2、酶解片断及其生物学活性40共七十三页每个Fab片段(pin dun)有一条完整的轻链和部分重链。具有抗体活性，其结合抗原的部位在VL及VH功能区。 Fab单价抗体，能与抗原结合形成可溶性复合物（不能形成网状结构？），无可见现象生成（沉淀(chndin)、凝集）。如不加指示剂，则无可见现象。41共七十三页由CH2和CH3组成(z chn)，容易结晶。 Fc与抗体的生物学活

12、性有密切关系，如：与补体结合活化(huhu)补体，与带Fc受体的细胞（M、B-C、K-C，嗜碱性粒细胞、肥大细胞）结合，引起各种生物学效应。 42共七十三页与具有FcR的吞噬细胞结合，可提高其吞噬能力。免疫学上称为调理(tio l)作用，这类抗体称为调理素（opsonin）。这类亲细胞抗体在与抗原结合前或后都能与细胞结合，只是在与抗原结合后，增加了与细胞的结合能力。 1. 调理(tio l)吞噬作用43共七十三页M抗原调理素：Wright于1903年观察到免疫血清能显著增强(zngqing)白细胞的吞噬作用，并将此种抗体称为调理素（opsonin）。44共七十三页45共七十三页抗体(kngt)

13、依赖性介导的细胞毒作用（ antibody dependent cell-mediated cytotoxicity）K-C靶细胞细胞(xbo)毒素2.ADCC作用当抗原为细胞且效应细胞为K-C或NK-C等时，靶细胞与相应的抗体结合，K-C或NK-C可与结合在靶细胞上的IgG的Fc片段结合，从而被活化，释放溶细胞因子，裂解靶细胞。46共七十三页47共七十三页 IL-4 肥大细胞或嗜碱性粒细胞Fce R Th2 APCBCRIgE粘膜下腺血小板平滑肌细胞小血管释放介质 变应原 脱颗粒(kl) 致敏肥大细胞或嗜碱性(jin xn)粒细胞产生IgE临床症状 肥大细胞或嗜碱性粒细胞3.引起过敏反应 效

14、应细胞为肥大细胞、嗜碱性细胞时，引发型过敏反应。BACK记忆性B-C48共七十三页 B-C的BCR与SIg都能与同一种抗原结合，两者之间存在竞争同一种抗原的关系，由SIg结合的抗原通过与B-C 的Fc受体结合，导致(dozh)B-C释放抑制因子，抑制其活化，而抗原与BCR的结合则导致B-C的活化。4.免疫调节作用(zuyng)B-CFc受体BCRAgAgAgAgAgAg49BCR共七十三页 IgG是唯一(wi y)能通过胎盘的免疫球蛋白，与Fc片段及Fc受体有关。5.与IgG选择性通过(tnggu)胎盘有关50血型凝集原凝集素A型A抗BB型B抗AAB型A+B无O型无抗A+抗B共七十三页1.酶解

15、位点 H链间二硫键近C端2.酶解片断(pindun) 1个大分子 F(ab)2 几个小分子 pFc(二)胃蛋白酶(wi dn bi mi)水解51共七十三页3. 酶解片断(pindun)的生物学活性 F(ab)2 （1）具有双价抗体(kngt)活性，因而与抗原结合能够形成沉淀，可见现象。 （2）其特性和功能与Fab相同。 pFc 无任何生物活性，为小分子肽，不能结晶。52共七十三页克服(kf)了Fc抗原性而带来的副作用。（三）综合(zngh)应用Fab片段或F(ab)2片段代替完整抗体试剂。 例如：白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制的制剂，可减少超敏反应的发生,其原因就是去掉了重链的Fc段

16、。克服了完整抗体分子与带有 Fc受体的细胞结合引起的非特异反应。阐明Ig的结构及生物活性。53共七十三页异种(y zhn)抗体：微生物抗体一、根据(gnj)抗原的来源分类同种抗体：血型抗体自身抗体：异嗜抗体：针对异嗜性抗原产生的抗体 不同种属生物间存在的共同抗原。如大肠杆菌O86含有人的B血型物质，肺炎球菌14型含有人A血型物质。如O14与人类直肠粘膜具有共同Ag。第三节抗体分类54共七十三页特异性 反应(fnyng)共七十三页完全抗体： 二价或多价抗体，与抗原结合，产生可见(kjin)反应。？二、根据与抗原(kngyun)是否产生可见反应不完全抗体： 只有一个抗原结合部位。 能与颗粒抗原结合

17、但不能产生可见凝集性反应，功能上为单价。56共七十三页 类 类 型 亚型三、根据理化特性和抗原(kngyun)结构分类57共七十三页类(class)： 依据其重链C区的理化(lhu)性质及抗原性差异。 Fc段氨基酸组成，约60%不同 重链决定Ig的种类。 IgG()、IgA()、IgM ()、 IgD()、IgE()（一）类和亚类58共七十三页用于抗体的纯化可用二抗进行(jnxng)鉴定。 亚类： 类内相比又有18%不同。 根据(gnj)重链C区的微细结构、二硫键的位置与数目、抗原性的不同小鼠： IgG1、IgG2a 、IgG2b、IgG3人： IgG1、IgG2 、IgG3、IgG4 59共

18、七十三页1.羊抗鼠IgG1 2.羊抗鼠IgG2a 3.羊抗鼠IgG2b 4.羊抗鼠IgG3 5.羊抗鼠IgM 6.羊抗鼠IgG 7.1F9腹水(fshu)杂交瘤细胞(xbo)染色体SP2/0细胞染色体例：氯霉素单克隆抗体制备与鉴定单抗亚类的鉴定60共七十三页型：（1）根据轻链C区的抗原性不同，分为、两个型。（2）每个Ig分子中的两条轻链都是相同的，在一个Ig单体分子上不可能同时(tngsh)出现和两种轻链。亚型：（1）型轻链C区内(q ni)氨基酸存在的微小差异，分为 1、2、 3、4四个亚型。（2） 型轻链无亚型（二）型和亚型61共七十三页 Ig是蛋白质，因此一种动物的Ig对另一种动物具有抗

19、原性。抗Ig抗体识别的Ig抗原决定簇（epitope）主要(zhyo)有三种：同种型、同种异型和独特型抗原决定簇。 第四节 Ig的抗原(kngyun)决定簇62共七十三页同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志(biozh)，不同种动物之间则不同，这种表位称为同种型。1.同种型表位（isotypic epitope）同种型表位在重链恒定区，决定(judng)Ig的类和亚类，是同一种属内所有个体共有的抗原决定簇。轻链的同种型表位在其恒定区，有2种，决定轻链的、两型。63共七十三页64共七十三页同一种属不同个体(gt)间，同一类型的Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志。2.同种(tn zhn

20、)异型表位（allotypic epitope）位于轻链和重链的恒定区。65共七十三页66共七十三页独特型是指每个Ig分子的V区肽链所具有的抗原(kngyun)特异性标志。3.独特型表位（idiotypic epitope，Id）独特位：免疫球蛋白分子上能结合抗原(kngyun)决定簇的可变区本身构成了一个独特型表位 这种AD可刺激自身、同种异体、异种动物产生抗体。67共七十三页独特型68共七十三页69共七十三页独特型网络(wnglu)AgAb1AAb1(Ab2)AAAb1(Ab3)AgBAg共七十三页特点(tdin)71多层次和多独特型级联 ID作为自身免疫原，可在同一个体内(t ni)触发一系列互补的抗独特