免疫学第四章免疫球蛋白优秀课件

免疫学第四章免疫球蛋白第一页，共六十七页，2022年，8月28日授课时间：两个学时目的与要求：1．熟悉中枢免疫器官的概念，熟悉淋巴细胞发育了解其他功能。2．熟悉外周免疫器官的概念，熟悉淋巴结、脾脏和MALT的结构和功能，熟悉免疫细胞在其中的分布和淋巴细胞再循环的概念。第二页，共六十七页，2022年，8月28日重点：1.免疫球蛋白的概念2.免疫球蛋白的结构

3.免疫球蛋白的生物学特性

难点：

1.抗体的异质性第三页，共六十七页，2022年，8月28日一、概念*免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白。第四页，共六十七页，2022年，8月28日*Ig的存在形式分泌型（secretedIg,sIg）：存在血清和组织液中。即为抗体(antibody,Ab)。膜型（membraneIg,mIg）：存在于B细胞膜上，即为BCR。

第五页，共六十七页，2022年，8月28日*Ig的理化性质 属球蛋白在电泳图谱上大部分抗体活性在球蛋白区具有异质性。第六页，共六十七页，2022年，8月28日二、Ig的结构(IgG为例)（一）基本结构*由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子。第七页，共六十七页，2022年，8月28日第八页，共六十七页，2022年，8月28日二硫键的分布二级结构及空间结构第九页，共六十七页，2022年，8月28日１．重链与轻链１）重链（heavychain,H链）：约450-550氨基酸，分为5种：、、、、。其组成相应的五类Ig：IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。第十页，共六十七页，2022年，8月28日２）轻链（lightchain,L链）：约210个氨基酸，分为和两种，据此Ig分为和两型；第十一页，共六十七页，2022年，8月28日κ型λ型第十二页，共六十七页，2022年，8月28日2．可变区和恒定区可变区（variableregion，V区）：位于Ig分子的N端、轻链1/2和重链1/4或1/5处；其氨基酸序列随Ig针对的抗原特异性变化而变化，是抗体与抗原特异性结合的部位。V区可进一步分为超变区（或者互补决定区）和骨架区。第十三页，共六十七页，2022年，8月28日第十四页，共六十七页，2022年，8月28日第十五页，共六十七页，2022年，8月28日*超变区（HVR

），又称为互补决定区（CDR

）：在VL和VH中，某些特定位置的氨基酸残基的排列顺序高度可变，称为HVR。VL和VH各有3个CDR。超变区乃抗体与抗原表位（AD）特异性（互补）结合的位置。hypervariableregion,HVRcomplementarity-determiningregion,CDR第十六页，共六十七页，2022年，8月28日*骨架区（frameworkregion,FR）：V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个FR。第十七页，共六十七页，2022年，8月28日第十八页，共六十七页，2022年，8月28日第十九页，共六十七页，2022年，8月28日第二十页，共六十七页，2022年，8月28日恒定区（constantregion,C区）：位于Ig分子的C端、轻链1/2和重链3/4或4/5处。其氨基酸的组成或排列顺序不随Ig针对的抗原特异性的改变而改变。是Ig介导多种生物学功能的部位。第二十一页，共六十七页，2022年，8月28日3．铰链区位于CH1和CH2之间可转动的区，含丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，有利于IgV区与抗原互补结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。IgM和IgE无铰链区。第二十二页，共六十七页，2022年，8月28日第二十三页，共六十七页，2022年，8月28日4．其它成分J链（joiningchain）：由浆细胞合成，能将单体Ig分子连接为多聚体（如IgM和sIgA）。分泌片（secretorypiece,sp）由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合在IgA二聚体上，使其成为sIgA。第二十四页，共六十七页，2022年，8月28日二硫键J链第二十五页，共六十七页，2022年，8月28日分泌片第二十六页，共六十七页，2022年，8月28日（三）Ig的水解片段

1．木瓜蛋白酶（papain）水解片段IgG在木瓜蛋白酶作用下水解为2个Fab段（抗原结合段）和1个Fc段（可结晶段）

第二十七页，共六十七页，2022年，8月28日第二十八页，共六十七页，2022年，8月28日2．胃蛋白酶（pepsin）水解片段IgG在胃蛋白酶作用下水解为1个F(ab’)2和一些无活性pFc’片段第二十九页，共六十七页，2022年，8月28日（四）免疫球蛋白的功能区Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，发挥一定的生理功能，故称为功能区（domain）。第三十页，共六十七页，2022年，8月28日第三十一页，共六十七页，2022年，8月28日*VH和VL：与抗原表位特异性结合的部位。*CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记。*IgG的CH2、IgM的CH3：补体C1q结合点,激活补体经典途径。*IgG的CH3、IgM和IgE的CH4：结合细胞表面相应的FcR，介导不同生物学效应第三十二页，共六十七页，2022年，8月28日三、抗体的异质性Ig是一类具有高度异质性的球蛋白分子，在结构上Ig分子彼此之间存在差异，这些差异能够在异种动物、同种异体或在自身体内激发特异性免疫应答，产生特异性抗体。第三十三页，共六十七页，2022年，8月28日用血清学方法（抗原-抗体反应）测定和分析的Ig结构差异（抗原性）称为Ig的血清型。根据Ig结构差异（抗原表位）存在的部位以及在异种、同种异体或自体中产生免疫的差别，可将Ig的抗原性分为同种型、同种异型和独特型抗原表位。第三十四页，共六十七页，2022年，8月28日*同种型（isotype）表位：指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原表位，位于Ig轻链和重链的C区。同种型表位能够刺激异种免疫系统产生应答。根据同种型表位的差异，可以将Ig分为不同的类（亚类）型（亚型）。第三十五页，共六十七页，2022年，8月28日第三十六页，共六十七页，2022年，8月28日第三十七页，共六十七页，2022年，8月28日*类（class）：根据CH抗原特异性的不同分为五大类:IgG、IgM、IgA、IgD和IgE*亚类：IgG1-G4；IgA1-A2；IgM1-M2。*型（type）：根据CL抗原特异性的不同分为两个型：κ型和λ型*亚型：κ型有亚型第三十八页，共六十七页，2022年，8月28日*同种异型（allotype）表位：指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同的抗原表位，能够刺激同种异体免疫系统产生应答。例如人Ig具有Gm、Am、Em、Km标记，存在于、、链和链的C区，可作为遗传标记。

第三十九页，共六十七页，2022年，8月28日*独特型（idiotype）表位：指每个Ig分子所特有的抗原表位，又称为独特位（idiotope）。能够刺激自身免疫系统产生应答，主要存在于V区。独特型在异种、同种异体甚至同一个体内均可诱生相应抗体，即独特型抗体（AId）。不同抗原表位诱生不同的抗体分子，其V区彼此不同。

第四十页，共六十七页，2022年，8月28日三、Ig的功能（一）V区的功能V区的功能是特异性结合抗原表位。*抗体特异性结合抗原中和毒素、阻断病毒感染。*BCR特异性结合抗原

B细胞识别抗原。

第四十一页，共六十七页，2022年，8月28日（二）C区的功能C区的功能是介导抗体的各种生物学效应1．激活补体*IgM、IgG1-3与抗原结合成复合物，激活经典途径。*凝聚的IgA或IgG4可激活补体旁路途径。第四十二页，共六十七页，2022年，8月28日2．与细胞表面FcR结合（1）调理作用（opsonization）：促进吞噬细胞吞噬被抗体结合的细菌等颗粒性抗原。IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合，促进吞噬。第四十三页，共六十七页，2022年，8月28日第四十四页，共六十七页，2022年，8月28日（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）：IgG与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）表面FcγR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，杀伤靶细胞。第四十五页，共六十七页，2022年，8月28日第四十六页，共六十七页，2022年，8月28日（3）介导I型超敏反应：IgEFc段与肥大细胞、嗜酸粒细胞表面FcεR结合，促进靶细胞合成、释放生物活性物质，导致I型超敏反应。第四十七页，共六十七页，2022年，8月28日3．穿过胎盘和粘膜*IgG可通过胎盘；sIgA可穿过呼吸道和消化道粘膜，均与其Fc段相关。第四十八页，共六十七页，2022年，8月28日第四十九页，共六十七页，2022年，8月28日三、五类Ig的特性和功能(一)IgG1．血清中主要抗体成分；易扩散；半寿期长；2．出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人水平；3．唯一能通过胎盘的Ig，发挥天然被动免疫功能；第五十页，共六十七页，2022年，8月28日4．具有活化补体经典途径的能力（IgG3>IgG1>IgG2）；5．具有调理作用、ADCC作用，可结合SPA；6．多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类；7．参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应和某些自身免疫病。第五十一页，共六十七页，2022年，8月28日第五十二页，共六十七页，2022年，8月28日（二）IgM1．五聚体，分子量最大，称巨球蛋白（macroglohulin）；2．个体发育中最先出现，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒等）；3．抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染；第五十三页，共六十七页，2022年，8月28日4．有强大激活补体能力，在机体早期免疫防御中具有重要作用；5．天然血型抗体是IgM；6．未成熟B细胞仅表达mIgM，记忆B细胞mIgM消失；7．参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应及某些自身免疫病。第五十四页，共六十七页，2022年，8月28日第五十五页，共六十七页，2022年，8月28日（三）IgA1．分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA；

2．分泌型IgA主要由粘膜相关淋巴组织产生，是机体粘膜局部抗感染免疫的重要因素。

3．初乳中的SIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用。第五十六页，共六十七页，2022年，8月28日sIgA的合成和主要作用部位在黏膜第五十七页，共六十七页，2022年，8月28日（四）IgD1．血清中含量低，其生物学作用尚不清楚

2．mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD。第五十八页，共六十七页，2022年，8月28日（五）IgE1．是血清中含量最低的Ig；

2．主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生；

3．属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜酸性粒细胞表面FcεR结合，介导I型超敏反应。第五十九页，共六十七页，2022年，8月28日四、人工制备抗体（一）多克隆抗体（polyclonalantibody）*在含多种抗原表位的抗原物质刺激下，体内多个B细胞克隆被激活并产生针对不同表位的多种抗体，其混合物即为多克隆抗体（来源于血清）。