第二章免疫球蛋白与抗体

第二章免疫球蛋白与抗体第1页，共44页，2023年，2月20日，星期一1.抗体（antibody，Ab）①概念：

B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，称为抗体。第2页，共44页，2023年，2月20日，星期一第3页，共44页，2023年，2月20日，星期一②存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。将抗体介导的免疫称为体液免疫。将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。③电泳区带：大部分在γ区带，故曾有γ球蛋白（或丙种球蛋白）之称。第4页，共44页，2023年，2月20日，星期一2.免疫球蛋白具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。Ig=Ab+化学结构类似物Ab=IgIg≠Ab第5页，共44页，2023年，2月20日，星期一第6页，共44页，2023年，2月20日，星期一免疫球蛋白的存在形式

BCR（B细胞受体)－膜型mIg抗体－分泌型第7页，共44页，2023年，2月20日，星期一第一节：免疫球蛋白的结构

由二硫键相连的四条对称的多肽链构成的单体。形成一“Y”字形结构。

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的其它结构结构重链轻链第8页，共44页，2023年，2月20日，星期一（一）重链与轻链1.重链（heavychain，H链）450～550个氨基酸残基，分子量约50～75kD。2.轻链（lihgtchain,L链）轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸残基组成。根据轻链的不同，分为：

κ（kappa卡帕）

λ（lambda

兰布达）两型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig单体结构中，两条重链同类，两条轻链同型。第9页，共44页，2023年，2月20日，星期一氨基酸端N羧基端

C第10页，共44页，2023年，2月20日，星期一根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类即：分四个亚类分两个亚类第11页，共44页，2023年，2月20日，星期一第12页，共44页，2023年，2月20日，星期一

（二）可变区和恒定区第13页，共44页，2023年，2月20日，星期一1.可变区（variableregion，V区）近N端的1/2L链和1/4（或1/5）H链，氨基酸的组成及序列变化较大，而得名。⑴超变区（hypervariableregion，HVR）V区内变化最为剧烈的特定部位。L链3个，H链3个。因其在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故又称互补性决定区（complementaritydetermingregion，CDR）第14页，共44页，2023年，2月20日，星期一或称CDR骨架区FR第15页，共44页，2023年，2月20日，星期一第16页，共44页，2023年，2月20日，星期一不同Ig分子在超变区结构上各自具有独特的氨基酸排序和构型特点，也称为Ig分子的独特型或独特型决定簇。超变区、互补性决定区和独特型决定簇指的是Ig分子中的同一结构部位，只是从不同的角度阐述而已。第17页，共44页，2023年，2月20日，星期一⑵骨架区（frameworkregion，FR）Ig分子V区超变区之外的部位，其氨基酸组成及排列相对保守。作用：主要是稳定CDR的空间构型，以利IgCDR与抗原表位精细的特异性结合。2.恒定区（constantregion，C区）近C端的1/2L链及3/4（或4/5）H链。氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定。第18页，共44页，2023年，2月20日，星期一

二、免疫球蛋白的功能区（结构域）约由110个氨基酸组成。由链内二硫键连接Ig分子可经β片层折叠形成的若干个具有特定功能的球形结构域，称为Ig的功能区或结构域。

（1）功能区的名称

L链：VL、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE）

第19页，共44页，2023年，2月20日，星期一第20页，共44页，2023年，2月20日，星期一超变区互补区骨架可变区恒定区补体结合点Fc段受体结合点第21页，共44页，2023年，2月20日，星期一（2）功能区的功能1.VL和VH是抗原结合的部位（FV区）。2.CL和CH1上具有同种异型的遗传标记。3.IgG的CH2和IgM的CH3补体结合单位，具有补体固有成分C1q的结合点，参与激活补体系统。4.CH3/CH4具有结合包括单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、B细胞、NK细胞等细胞的Fc段受体的功能。5.IgG的CH2+CH3具有介导IgG通过胎盘的特性。6.IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜硷性粒细胞结合第22页，共44页，2023年，2月20日，星期一绞链区（hingeregion）

位于CH1～CH2之间。富含脯氨酸，对蛋白酶敏感，易伸展弯曲。

作用：1.弯曲利于V区与不同距离的抗原表位结合。

2.使Ig分子发生“T”“Y”的构型改变，暴露补体结合位点。第23页，共44页，2023年，2月20日，星期一第24页，共44页，2023年，2月20日，星期一第25页，共44页，2023年，2月20日，星期一“T”“Y”第26页，共44页，2023年，2月20日，星期一三、免疫球蛋白的其他结构1.J链（jioningchain，J链）

由浆细胞合成的多肽链。主要作用：在H链的羧基端将Ig单体连接成双体或多聚体，起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮细胞合成的多肽链。是分泌型IgA（sIgA）的结构成分。作用：保护sIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介导多聚IgA向粘膜上皮外主动输送的作用。第27页，共44页，2023年，2月20日，星期一第28页，共44页，2023年，2月20日，星期一四、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二个相同的单价抗原结合片 段（Fab段）一个可结晶片段（Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特异性结合抗原的功能。Fc段保留了同种型抗原性和Ig相应功能区的生物学活性。第29页，共44页，2023年，2月20日，星期一在绞链区近N端切断重链在绞链区近C端切断重链第30页，共44页，2023年，2月20日，星期一1.有利于阐明Ig的结构及生物活性2.有利于生物制品的生产和纯化，避免超敏反应的发生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一个与抗原双价结合的F（ab’）2段小分子多肽碎片（pFc’）（无生物学活性）IgG第31页，共44页，2023年，2月20日，星期一第二节

抗体的生物学作用一、IgV区的功能——特异性结合抗原

Ig可特异性识别、结合抗原。V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。Ig的V区与抗原结合后，可通过其C区发挥作用，V区本身也可中和毒素或阻断病原入侵。二、C区的功能 激活补体

IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体。第32页，共44页，2023年，2月20日，星期一与细胞表面Fc受体结合1.调理呑噬作用：促进吞噬细胞的吞噬作用。2.发挥抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC）3.介导Ⅰ型超敏反应穿过胎盘和黏膜人IgG穿过胎盘；IgA经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道。免疫调节作用抗体对免疫应答有正、负调节作用。第33页，共44页，2023年，2月20日，星期一第三节各类免疫球蛋白的特性一、IgG

1.单体。血清中含量最高。可分为四个亚类，各亚类的生物学活性有差异。2.主要的抗感染抗体。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫调理及ADCC作用。3.唯一通过胎盘的抗体，在新生儿被动免疫中着重要的作用。4.半衰期约20～23天。治疗用的丙球的主要成分为IgG（有人工被动免疫作用）。5.可结合SPA，以纯化抗体，用于免疫诊断。6.某些自身抗体可引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反应的抗体属此类。第34页，共44页，2023年，2月20日，星期一第35页，共44页，2023年，2月20日，星期一二、IgM1.IgM在细胞上为单体形式（膜型mIgM）、在血清中为五聚体形式。又称巨球蛋白。因不能通过血管壁，故主要在血液中2.个体发育中合成最早的Ig。胎儿发育晚期即可合成，母体的IgM不能通过胎盘，所以脐带血中检出IgM提示宫内感染。3.IgM是免疫应答过程中最早出现的抗体，半衰期较短，有助于感染性疾病的早期诊断。4.天然的血型抗体。5.激活补体和免疫调理作用较IgG强,中和毒素和抗病毒的能力低于IgG。第36页，共44页，2023年，2月20日，星期一

J链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMmIgM

IgaIgbIgaIgbsIgM第37页，共44页，2023年，2月20日，星期一

三、IgA1.有血清型(IgA)和分泌型（sIgA）（分两型）2.血清型IgA主要存在于血清中，多为单体分子占血清免疫球蛋白的10%--20%3.分泌型IgA（sIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量较高。4.sIgA的分子结构中有J链链接而成的二聚体和分泌片组成。5.sIgA是人分泌和黏膜免疫中的主要抗体，是肠道、呼吸道、尿道、乳汁及眼泪中最丰富的免疫球蛋白，其抵御呼吸道和消化道感染起到了很重要的作用。第38页，共44页，2023年，2月20日，星期一四、IgE1.血清中含量最低。2.对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度的亲和力。与Ⅰ型超敏反应的发生有关。3.可能与机体抗寄生虫免疫有关。五、IgD

1.血清含量极低。

2.对蛋白酶敏感，极易降解。第39页，共44页，2023年，2月20日，星期一IgGIgMIgA/SIgAIgDIgE存在形式单体五聚体单体/二聚体单体单体相对分子质量(×1000)146970160/385184188血清中总Ig百分含量70~755~1015~20＜10.002半衰期235633出现时间出生后三个月出生前出生后3--6个月晚晚五大类免疫球蛋白特性比较（1）第40页，共44页，2023年，2月20日，星期一IgGIgMIgAIgDIgE与补体结合能力√√中和作用√√√调理作用√ADCC√参与粘膜防御√能穿透胎盘√与细胞结合√√与SPA结合√参与超敏反应√√√五大类免疫球蛋白特性比较（2）第41页，共44页，2023年，2月20日，星期一第四节抗体的制备

一、多克隆抗体(PcAb—pAb)

由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体产生多种针对不同表位的相应抗体（多克隆抗体）诱发多个B细胞克隆活化机体

天然抗原（多个抗原表位）第42页，共44页，2023年，2月20日，星期一

二、单克隆抗体

(McAb或mAb)

由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆。由一个克隆B细胞产生的、只作用于单一抗原表位的高