免疫球蛋白华农白底

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。当前第1页\共有81页\编于星期五\2点当前第2页\共有81页\编于星期五\2点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当前第3页\共有81页\编于星期五\2点第一节

免疫球蛋白的分子结构

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。重链轻链一、免疫球蛋白的基本结构当前第4页\共有81页\编于星期五\2点当前第5页\共有81页\编于星期五\2点当前第6页\共有81页\编于星期五\2点（一）重链与轻链

1.重链（heavychain，H链）450～550个氨基酸残基，分子量约55～75kD。根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类即IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，相应H链为γ、μ、α、δ及ε链。当前第7页\共有81页\编于星期五\2点当前第8页\共有81页\编于星期五\2点2.轻链轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸组成。根据轻链的不同，分为κ、λ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。当前第9页\共有81页\编于星期五\2点Ig的类和亚类（classesandsubclasses）

（1）类，决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区（CH）。（2）亚类，同一类Ig中，存在于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异。2．免疫球蛋白的型和亚型（typesandsubtypes）（1）型，决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区（CL）。（2）亚型，按λ轻链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可分为λ1，2，3，4，四个亚型。当前第10页\共有81页\编于星期五\2点免疫球蛋白的类型（一）类五类（二）亚类（三）型两型（四）亚型当前第11页\共有81页\编于星期五\2点1、（1）类决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区即CH上。根据CH抗原性的差异，即氨基酸组成、排列、空间构型、二硫键数目等的不同，将H链分为μ、γ、α、δ和ε链五类，与L链组成完整的Ig分子，分别为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。（2）亚类在同一类Ig中，H链结构并非完全相同，其氨基酸的组成和序列的差异也必然反映出其抗原性的不同，据此可用血清学方法再进一步分成亚类。人类IgG有4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4；IgM有2个亚类：IgM1和IgM2；IgA也有2个亚类：IgA1和IgA2。

当前第12页\共有81页\编于星期五\2点

类和亚类（根据H链的抗原性不同）

IgG—γ(gamma)IgA—

α(alpha)IgM—

μ(mu)IgD—

δ(delta)IgE—

ε(epsilon)(1)类

(2)亚类IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4IgA：IgA1,IgA2IgM:IgM1,IgM2当前第13页\共有81页\编于星期五\2点Ig的型和亚型（typesandsubtypes）

（1）型各类Ig根据L链恒定区（CL）抗原性差异（氨基酸的组成、排列和空间构型的不同）分为κ和λ两型。（2）亚型按λ轻链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可分为λ1，2，3，4，四个亚型。当前第14页\共有81页\编于星期五\2点型和亚型(根据轻链C区抗原特异性不同分型)

(1)型κ(kappa)型

λ(lambda)型(2)亚型(λ链)：

OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)

OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)

Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)

Kern(-)(或λ4)：第154位(丝氨酸)当前第15页\共有81页\编于星期五\2点

（二）可变区和恒定区当前第16页\共有81页\编于星期五\2点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高变区（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）当前第17页\共有81页\编于星期五\2点当前第18页\共有81页\编于星期五\2点当前第19页\共有81页\编于星期五\2点不同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。当前第20页\共有81页\编于星期五\2点当前第21页\共有81页\编于星期五\2点⑵骨架区（frameworkregion，FR）可变区可分为高变区（hypervariableregion,HVR）和骨架区（frameworkregion,FR），即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。当前第22页\共有81页\编于星期五\2点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。当前第23页\共有81页\编于星期五\2点位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。3.铰链区当前第24页\共有81页\编于星期五\2点当前第25页\共有81页\编于星期五\2点（三）其他结构1.J链（jioningchain，J链）

由浆细胞合成。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。当前第26页\共有81页\编于星期五\2点SP当前第27页\共有81页\编于星期五\2点2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮细胞合成。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。当前第28页\共有81页\编于星期五\2点当前第29页\共有81页\编于星期五\2点当前第30页\共有81页\编于星期五\2点

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

（一）功能区的名称

L链：VL、CLH链：CH1、CH2、CH3(IgG、IgA

和

IgD)、CH4（IgM和IgE有）当前第31页\共有81页\编于星期五\2点Β桶状结构或β三明治结构当前第32页\共有81页\编于星期五\2点当前第33页\共有81页\编于星期五\2点（二）功能区的功能(1)VH和VL—抗原结合部位；(2)CH1～3和CL—Ig遗传标志所在；(3)CH2(IgG)、CH3(IgM)—C1q结合部位；(4)CH2～CH3(IgG)—结合并通过胎盘；(5)CH3(IgG)—FcγR结合部位；(6)CH4(IgE)—FcεR结合部位。当前第34页\共有81页\编于星期五\2点ImmunoglobulinFragments:Structure/FunctionRelationshipsAgBindingComplementBindingSitePlacentalTransferBindingtoFcReceptors当前第35页\共有81页\编于星期五\2点（三）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。当前第36页\共有81页\编于星期五\2点当前第37页\共有81页\编于星期五\2点“T”“Y”当前第38页\共有81页\编于星期五\2点三、免疫球蛋白的水解片段P88（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二个相同的单价抗原结合片段

（fragmentofantigen-binding，Fab段）

一个可结晶片段（crystalizablefragment，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段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生物学活性。当前第39页\共有81页\编于星期五\2点当前第40页\共有81页\编于星期五\2点（三）意义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当前第41页\共有81页\编于星期五\2点第二节五类免疫球蛋白的特点与功能一、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（有自然自动免疫作用）。当前第42页\共有81页\编于星期五\2点4.半衰期约16～24天，故临床应用以2～3重复为宜。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(葡萄球菌A蛋白），以纯化抗体，用于免疫诊断。6.某些自身抗体和引起ⅡⅢ型超敏反应的抗体属此类。7.IgG通过经典途径活化补体，其固定补体的能力依次是IgG>IgG1>IgG2>IgG4。当前第43页\共有81页\编于星期五\2点当前第44页\共有81页\编于星期五\2点二、IgM1.为五聚体。又称巨球蛋白。激活补体和免疫调理作用较IgG强。2.个体发育中合成最早的Ig。3.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.单体的IgM是细胞膜表面型免疫球蛋白。当前第45页\共有81页\编于星期五\2点IgM

J链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgbIgaIgb当前第46页\共有81页\编于星期五\2点

三、IgA1.有血清型和分泌型。血清型有两个亚类。2.分泌型IgA（SIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量较高。3.SIgA的分子结构中有J链和SP。后者是粘膜上皮细胞的多聚Ig受体的胞外区。4.SIgA是皮肤和粘膜表面局部抗感染的重要因素（如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒复制的作用）。当前第47页\共有81页\编于星期五\2点四、IgE1.血清中含量极低。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。当前第48页\共有81页\编于星期五\2点正常人血清中IgE含量极低，约为0.1～0.4μg/ml，仅占Ig总量的0.002％以下，含量较稳定。IgE半衰期也较短，仅为2.5天，所以一直到1966年才被Ishizaka首先发现。IgE水平与个体遗传性和抗原性质密切相关，血清IgE含量在人群中波动很大，在特应性过敏症和寄生虫感染者中，血清IgE浓度相对较高。IgE在个体发育中合成较晚，主要由鼻咽部、扁桃体、支气管和胃肠道等粘膜固有层的浆细胞产生。这些部位常是变应原入侵和超敏反应发生的场所。IgE也是单体结构，相对分子量约为188kD，IgEε链的分子量为72kD。IgE在防御寄生虫的感染中的作用是很重要的。在人和动物感染蠕虫（如血吸虫）后，产生相当高的IgE。巨噬细胞和嗜碱性粒细胞具有FcεRⅡ受体，IgE与巨噬细胞结合后，使巨噬细胞激活，释放溶酶体酶，对原虫进行攻击。IgE和嗜酸性粒细胞结合介导ADCC的细胞毒效应。IgE不能通过胎盘，不能激活补体的经典途径，但可激活补体的旁路途径。

当前第49页\共有81页\编于星期五\2点五、IgD1.血清含量极低。2.对蛋白酶敏感，极易降解。当前第50页\共有81页\编于星期五\2点IgD在正常人血清中含量很低，约有20～50μg/ml，占血清总Ig的1％以下，半衰期为3天。IgD为单体结构，分子量为175kD，主要由扁桃体、脾脏等处的浆细胞合成和分泌。SmIgD可能在

B细胞对抗原处理中具有特殊作用，可能通过

IgD和抗原结合后被细胞内吞，由于

IgD的长绞链区极易被水解，从而释放出抗原，使其接受进一步处理。另外也有实验表明，

SmIgD在调节

B细胞向抗体形成细胞增殖分化方面发挥作用。在

B细胞分化过程中，成熟

B细胞同时表达

SmlgM和

SmIgD，对抗原的刺激出现正应答；不成熟的

B细胞只表达

SmIgM，抗原刺激后表现为免疫耐受。成熟

B细胞活化后，或者变成记忆

B细胞时，

SmIgD逐渐消失。所以，

IgD是成熟

B细胞的标志。

当前第51页\共有81页\编于星期五\2点第三节

免疫球蛋白的生物学活性免疫球蛋白是血清中最主要的特异性的免疫分子，Ig的重要生物学活性由Fab段和Fc段分别执行，Fab段能特异地结合抗原，Fc段可介导一系列生物效应，包括激活补体、亲细胞而导致吞噬、介导Ⅰ型超敏反应、通过胎盘等。当前第52页\共有81页\编于星期五\2点当前第53页\共有81页\编于星期五\2点一、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。当前第54页\共有81页\编于星期五\2点二、IgC区的功能（一）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。（二）结合Fc受体1.调理作用

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）当前第55页\共有81页\编于星期五\2点当前第56页\共有81页\编于星期五\2点当前第57页\共有81页\编于星期五\2点3.介导Ⅰ型超敏反应4.人IgG的Fc段与SPA结合

阻断IgG对吞噬细胞的调理作用。在体外已用于IgG的纯化及临床检测。（三）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。当前第58页\共有81页\编于星期五\2点第四节免疫球蛋白的异质性（heterogeneity）

异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性可表现为：（三方面）1.不同抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性不同，其重、轻链类型有差异；2.不同抗原表位诱生的同一类型的Ig，其识别抗原的特异性不同；3.同一抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性相同，但重、轻链类型不同。当前第59页\共有81页\编于星期五\2点外源因素所致的异质性——Ig的多样性多样性的抗原诱生出多样性的抗体。当前第60页\共有81页\编于星期五\2点一、内源因素所致的异质性——Ig的血清型（一）同种型（isotype）

同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性，为种属型标志，其抗原决定簇主要存在于Ig的C区。当前第61页\共有81页\编于星期五\2点二、同种异型（allotype）同一种属不同个体之间免疫球蛋白也具有的差异性，主要反映在分子的CH和CL上的一个或数个氨基酸的差异(geneticmarkers

—遗传标志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3三、独特型（idiotype）在同一个体内，不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区以及T、B细胞表面抗原受体V区所具有的抗原特异性不同。由免疫球蛋白的超变区特有的氨基酸序列和构型决定。当前第62页\共有81页\编于星期五\2点当前第63页\共有81页\编于星期五\2点（二）同种异型（alltype）同一种属内不同个体间的Ig所具有的不同抗原特异性标志，为个体性标志，存在于Ig的C区和V区。

1．γ链上的同种异型（重链上）。2．α2链上的同种异型。当前第64页\共有81页\编于星期五\2点（三）独特型（idiotype）同一个体体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同，其VH/VL超变区各自具备的独特型抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。Ig的独特型表位可在异种、同种异体及自身体内诱导产生相应的抗体称为抗独特型抗体。当前第65页\共有81页\编于星期五\2点当前第66页\共有81页\编于星期五\2点当前第67页\共有81页\编于星期五\2点第五节人工制备的抗体

一、多克隆抗体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