免疫免疫球蛋白

1、关于免疫免疫球蛋白第1页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四目的要求 1.掌握免疫球蛋白的基本结构、酶解片段，各类免疫球蛋白的生物学特性与功能。单克隆抗体的概念及特点。2.熟悉免疫球蛋白V区和C区的功能。3.了解多克隆抗体与单克隆抗体的制备方法。 第2页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四一、基本概念 1. 抗体 (antibody, Ab) 指B细胞在识别抗原后经过增殖、分化成浆细胞所合成、分泌的，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。 这个概念主要是从生物学功能上讲第3页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四抗体球蛋白主要分布在区，但

2、抗体 球蛋白 第4页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四2. 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。 免疫球蛋白是从化学结构上讲的 抗体都是Ig，而Ig不一定都是抗体 第5页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四与抗体有关的诺贝尔奖获得者Ig基因结构Tonegawa1987单克隆抗体Koler,Milstein & Jerne1984放射免疫测定Yalow1977抗体分子结构Edelman & Poter1972抗体生成、吞噬Ehrlich & Metchnikoff1908血清治疗von Ber

3、ing1901第6页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四二、免疫球蛋白的结构（抗体的结构） (一) 基本结构（单体分子） 1. 分子组成与构型 单体Ig由两对相同的多肽链借链间二硫键相连而成，形似英文大写“Y” Ig=2(重链+轻链) 第7页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四2. 重链（heavy chain, H链） 由450-550个氨基酸残基组成，分子量约50-75kD。H链：, , , , . (Ig) IgA, IgG, IgM, IgD, IgEIg的类重链的免疫原性因其恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同而异。第8页，共55页，2022年，5

4、月20日，13点51分，星期四Ig亚类 就同一类Ig，据其重链铰链区的氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差异，又可分为不同的亚类。IgG可分为IgG1-IgG4；IgA可分为IgA1和IgA2。第9页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四 3. 轻链 (L链) 每肽链大约由214个氨基酸残基组成，分子量约25kD。 据其免疫原性不同分为、两个型。 1个Ig分子的两条轻链的型别是相同的。 同一类Ig分子中既有型、又有型 。 第10页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(二) Ig肽链的分区 1. 可变区(V区) 2. 恒定区(C区) N端C端Variabl

5、e region Constant region第11页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四高变区(hypervariable regions, HVR) VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区，或互补决定区(complementarity determining region, CDR)，两条肽链的6个高变区共同构成一个与相应抗原表位特异性结合部位，即形成一个与相应抗原表位互补的表面，决定了抗体的特异性。 可变区(V区) N-末端 1/2L+1/4(1/5)H骨架区维持高变区的空间构型因其氨基酸的种类和排列顺序随抗体特异性的不同而千变万化 HVR

6、1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3变化程度最高。第12页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第13页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四恒定区(C区) N端C端constant region恒定区(C区) C-末端 1/2L+3/4(4/5)H该肽段的氨基酸种类和排列顺序在同一种属动物的同一类Ig中都比较恒定 第14页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四3. 铰链区 位于重链的CH1与CH2之间，包括H链间的二硫键； 富含脯氨酸, 极富弹性；有利于Ab 与Ag的结合；对蛋白酶敏感。 IgM和I

7、gE无铰链区。 Hinge region第15页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四4. 结构域指Ig的H、L链中大约由110个氨基酸构成的多肽段，因具有某种生物学功能，以前又称为功能区。是一种由链内二硫键连接的球形结构(domain)。是Ig发挥各种功能的基本单位。第16页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgG分子由两条H链和两条L链共价结合而成。轻链包括VL和CL两个结构域，重链含有1个VH和3个CH 结构域。VH和VL共同组成抗原结合部位。Ig分子中线对称，具有两个相同的抗原结合部位。第17页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星

8、期四L链：VL、CL H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4 (IgM、IgE) 分区 二级结构-片层Ig是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的片层，两个片层由一个链内二硫键垂直连接，形成“三明治”状的“桶状结构”。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠，具有这类独特折叠结构的分子不仅有Ig，其他许多膜型和分泌型分子也含有该类结构，因此这类分子被统称为免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF)。 第18页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第19页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四Ig功能区的生物学功能VH+VL 一

9、个抗原结合位点 结合抗原CH+CL种属型标志 Ig的免疫原性(IgG)CH2 (IgM)CH3(IgG)CH2C1q的结合位点 结合补体结合胎盘cRn 介导IgG通过胎盘(IgG)CH3结合FcR 调理作用(MC,M,B,NK) ADCC(IgE)CH2+CH3结合FcR I 型超敏反应(肥大细胞，嗜碱性粒细胞)第20页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(三) 免疫球蛋白的其它成分1. J链 (joining chain) 由浆细胞合成的一富含半胱氨酸的多肽链；2.分泌片 (secretory piece, SP) 具有保护SIgA的作用。是SIgA分子上的一个辅助成分。

10、 功能: 将单体Ig分子连接成为多聚体：SIgA二聚体和IgM五聚体。 介导IgA的转运。第21页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第22页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(四) Ig的水解片段 第23页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四1. IgG的木瓜蛋白酶水解片段 IgG2FabFc木瓜蛋白酶十第24页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四fragment of antigen binding 中文：抗原结合片段 Fab 组成：一条完整的L链和一条H链N端1/2 L + (VH+CH1) 功能：结合抗原

11、 即具有抗体活性，抗原结合价=1 第25页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四crystallizable fragment 中文: 可结晶片段。 (2) Fc 组成: 二条H链C端1/2 (CH2+CH3，包括铰链区)。 功能: Fc段无抗原结合活性，是Ig与效应分子(如补体)或细胞(如巨噬细胞、肥大细胞等)相互作用的部位。 第26页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四2. IgG胃蛋白酶水解片段 IgGF(ab)2pFc胃蛋白酶十第27页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四由两个Fab片段加铰链区组成，抗原结合价=2。 F(ab)

12、2由于F(ab)2片段保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被广泛用作生物制品。 第28页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四三、免疫球蛋白(抗体)的功能1. V区的功能2. C区的功能第29页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四V区:识别并特异性结合抗原1. V区的功能中和作用(病毒、毒素)阻断病原入侵B细胞表面的IgM和IgD等(称为BCR)能特异性地识别抗原 体外的抗原-抗体结合反应第30页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四2. C区的功能C1qr2s2(1)激活补体(2)结合细胞Fc受体

13、介导调理作用介导ADCC作用介导I型超敏反应(3)穿越胎盘(IgG)(4)穿过黏膜(sIgA)第31页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四调理作用(opsonization) 含义:指IgG抗体(IgG1和IgG3)的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体(FcR)结合，从而增强吞噬细胞的吞噬功能的作用，称为Fc调理。 Fc调理-抗原 + IgG Fc + 吞噬细胞表面IgG Fc受体-促吞噬 第32页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第33页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四ADCC作用(antibody-depend

14、ent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)中文：抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。ADCC-靶细胞 + IgG Fc + 效应细胞表面IgG Fc受体-促杀伤靶细胞含义：指具有杀伤活性的细胞(如NK细胞、单核巨噬细胞及中性粒细胞等)通过其表面表达的Fc受体(FcR)结合包被于靶细胞(如细菌或肿瘤细胞)上的抗体的IgG的Fc段，直接杀伤靶细胞。 第34页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四 FcR antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用AbEffector cell

15、Target cell表达Fc受体的组织细胞(NK、M、中性粒细胞)，通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞。ADCC第35页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第36页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四第37页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四NK靶细胞介导 ADCC经典途径激活补体C1qr2s2调理吞噬作用抗体C区介导的的抗病毒效应第38页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四四、五类免疫球蛋白的特性与作用 IgGIgMIgAIgDIgE第39页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期

16、四IgG(1) 一般特性 单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 ) 半衰期最长 血清中含量最多 亲和力高 分布广,为抗感染主力 第40页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(2) IgG免疫效应作用 中和作用 ADCC 激活补体(IgG1、2、3) 通过胎盘(IgG1、2、3) 调理作用第41页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgM(1) 分子组成 (2) 合成时间：是最早合成的Ig 五聚体 分子量最大 有CH4，无铰链区 (3) IgM占血清免疫球蛋白总量510%，在体内维持的时间较短，消失快 个体发育中最早产生 初次免疫应答中最早

17、产生 第42页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgM(4) 免疫效应作用 激活补体 发挥早期抗感染作用 B细胞抗原识别受体(BCR)部分为IgM(mIgM)。 人类天然ABO血型抗体为IgM 类风湿因子为IgM 免疫学诊断(宫内和早期)第43页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgA(1) 分子组成与分布 (2) 分泌型IgA的免疫效应作用 血清型IgA：为单体分子 黏膜局部抗感染作用 自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA 分泌型IgA 第44页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgD血清IgD的确切功能尚未清楚 膜结

18、合型IgD (mIgD) 是BCR的重要组成成分。mIgD是B细胞分化成熟的标志 成熟的B细胞表面抗原受体为mIgM+ mIgD 未成熟的B细胞表面仅表达mIgM 活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失 第45页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四IgE(1) 合成与分布 (2) 特性 单体、含量最少的Ig 与I型变态反应有关 有CH4 、无铰链区 (3) 意义 参与抗寄生虫感染 对肥大细胞、嗜碱性粒细胞有亲嗜性 第46页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四五、人工制备抗体 多克隆抗体(polyclonal antibody, PAb) 单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb) 第47页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(一)多克隆抗体(polyclonal antibody, pAb) 多克隆抗体-是由含多种抗原表位的抗原物质，刺激、活化多个B细胞克隆所产生的针对多种抗原表位的不同抗体的混合。 来源广泛,但不易大量制备。 特异性不高，常出现交叉反应。 第48页，共55页，2022年，5月20日，13点51分，星期四(二) 单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb) 1. 概念 单克隆抗体由一个B细胞克隆产生的识别单一抗原表位的同源抗体。 2.