微生物学与免疫学免疫球蛋白

微生物学与免疫学课件免疫球蛋白第1页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白目的要求1、掌握免疫球蛋白和抗体的概念；Ig的基本结构、功能区及水解片段；Ig的生物学功能；各类Ig的特性。2、熟悉Ig的类型；单克隆抗体的概念、特性及临床应用。3、了解Ig的其他结构、多克隆抗体、基因工程抗体；Ig的血清型。第2页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白前言

一、发现：1890年德国学者Behring和日本学者北里用白喉杆菌外毒素免疫动物，在其血清中发现一种能中和这种外毒素的组分称为抗毒素。这是在血清中发现的第一种抗体。二、抗体的理化性质1、抗体是球蛋白（Globulin）通过电泳证明抗体是两种球蛋白后又经电泳分析，超速离心分析和分子量测定等方法，发现大部分抗体是γ球蛋白，小部分是β球蛋白。第3页，课件共39页，创作于2023年2月免疫球蛋白第4页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白抗体（Antibody,Ab)

是由B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异性结合的球蛋白。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。概念因此,抗体都是Ig,但Ig不一定都是抗体。

Ab:能与抗原结合免疫球蛋白异常Ig:无免疫功能(骨髓瘤蛋白)第5页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白第一节免疫球蛋白的结构一、基本结构:1.四肽链结构●两条相同的重链(heavychain,H链)

●两条相同的轻链(lightchain,L链)

第6页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白重链两条重链各由450-550个氨基酸残基组成，分子量约50-75KD。根据重链氨基酸的组成和排列不同,可将其分为五类:

即μ、γ、α、δ、ε链

IgM、IgG、IgA、IgD、IgE第7页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白两条相同的轻链各由214个氨基酸残基组成，分子量约25KD。根据轻链氨基酸的组成和排列不同,可将其分为两型:

即κ、λ型(κ:λ约为2:1)轻链第8页，课件共39页，创作于2023年2月●有两个端氨基端(N端)

羧基端(C端)●分两个区可变区(variableregion,V区)

恒定区(constantregion,C区)免疫球蛋白的结构免疫分子免疫球蛋白第9页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白2.可变区和恒定区免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸的种类和排列顺序变化较大的区域称为可变区（variableregion,V），免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸种类和排列顺序相对稳定的区域称为恒定区（constantregion,C）第10页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白●高变区(hypervariableregion,HVR)

可变区中一些特定位置的氨基酸显示更大的变异性故称超变区，又称互补决定区。（complementarity-determiningregion,CDR）●骨架区：可变区中变化较小的部分第11页，课件共39页，创作于2023年2月第12页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白3.免疫球蛋白的功能区(结构域）第13页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白3.免疫球蛋白的功能区

轻链:VL，CL

重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA

和

IgD)，CH4（IgM和IgE）分类第14页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白免疫球蛋白的功能区功能区的作用有：

VH+VL：结合抗原的部位

CL和CH1：遗传标志所在

CH2：补体结合位点

CH3：细胞表面Fc受体结合IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位点，可启动补体活化经典途径；IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgEFc受体结合。第15页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白4.铰链区铰链区位于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。铰链区能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有铰链区，IgM和IgE则无。第16页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白二、免疫球蛋白的其他结构●连接链(joiningchain，J链)

是一条富含半胱氨酸的多肽链,由浆细胞合成。作用:连接Ig分子形成二聚体和五聚体。

●分泌片(secretorypiece,SP)

是一种由粘膜上皮细胞合成和分泌的含糖肽链。保护分泌型IgA免受蛋白酶的水解。

介导二聚体IgA的转运和分泌。第17页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解IgG

得到两个相同的Fab段和一个Fc段。胃蛋白酶裂解IgG

得到一个具有双价活性的F(ab’)2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）意义:用于研究免疫球蛋白的结构和功能;构建基因工程抗体。避免超敏反应。第18页，课件共39页，创作于2023年2月免疫球蛋白CLCLCH1VLVLVHVHCH2CH3C端N端恒定区可变区FC段Fab段铰链区补体结合Fc受体结合抗原结合部位第19页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白第二节免疫球蛋白的血清型（一）同种型：同种型（isotype）是指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志。同种型抗原决定基存在于IgC区，表现在全部Ig的类、亚类、型、亚型分子上。（二）同种异型：同种异型（allotype）是指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志。同种异型抗原决定基主要分布在CH和CL，由同一基因座的不同等位基因所编码。（三）独特型：独特型（idiotype，Id）是指同一个体内，各免疫球蛋白分子可变区所具有的抗原特异性，其决定基又称为独特位(idiotope)。

第20页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白免疫球蛋白的血清型示意图

第21页，课件共39页，创作于2023年2月第三节免疫球蛋白的生物学活性和

各类Ig的主要特性免疫分子免疫球蛋白第22页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白一、免疫球蛋白的生物学活性（二）激活补体IgG1-3和IgM与相应抗原结合后，可因构型改变而使其CH2/CH3功能区内的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径。IgG4、IgA和IgE的凝聚物可激活补体旁路途径。抗毒素+外毒素中和毒素抗病毒抗体+病毒阻止病毒

感染细胞分泌型IgA+细菌抑制细菌

粘附（一）特异性结合抗原(VL·VH);第23页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白1.调理作用(IgG)：IgG与细菌等颗粒性抗原结合后，可通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgGFc受体结合，促进吞噬细胞对细菌等颗粒抗原的吞噬，此即抗体的调理吞噬作用。

2.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)：IgG与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合后，可通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgGFc受体结合，增强NK细胞和触发吞噬细胞对靶细胞的杀伤作用，此即ADCC效应。

3.介导Ⅰ型超敏反应(IgE)：由IgE的Fc段结合肥大细胞与嗜碱粒细胞而使其成为致敏状态。（三）结合细胞表面的Fc受体第24页，课件共39页，创作于2023年2月第25页，课件共39页，创作于2023年2月第26页，课件共39页，创作于2023年2月第27页，课件共39页，创作于2023年2月第28页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白（四）通过胎盘和粘膜在人类，IgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。IgG穿过胎盘的作用是一种重要的自然被动免疫机制，对于新生儿抗感染具有重要意义。分泌型IgA可通过呼吸道和消化道的粘膜，是粘膜局部免疫的最主要因素。（五）具有抗原性

Ig本身也是一种抗原，可刺激产生抗Ig的抗体。第29页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白第30页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白二、五类免疫球蛋白的特性与功能1、

IgG多为单体,有四个亚类(IgG1～4);血清中含量最高，半衰期最长。于出生后3个月开始合成，3～

5岁达成人水平。唯一能通过胎盘的抗体。能发挥重要的生物学效应：调理作用、ADCC、激活补体、抗菌、抗毒和抗病毒作用、参与II、III型超敏反应。第31页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。半衰期短，约5～

10天。天然血型抗体是IgM。IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示该儿曾有宫内感染。抗原刺激后出现最早的抗体。参与II、III型超敏反应。2、IgM第32页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白3、IgA分为血清型和分泌型两种。血清型IgA

多为单体，存在于血清中。分泌型IgA（SIgA）由J链连接的二聚体和分泌片组成。主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道粘膜表面的分泌液中。分泌型IgA的合成和主要作用部位在粘膜，是参与粘膜局部免疫的主要抗体。

第33页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白4、IgDIgD是B细胞的重要表面标志。B细胞的分化过程中首先出现SmIgM，后来出现SmIgD，其出现标志着B细胞成熟了。第34页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白5、IgE又称亲细胞抗体参与I型超敏反应抗寄生虫的主要抗体CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应第35页，课件共39页，创作于2023年2月免疫分子免疫球蛋白第五节

人工制备抗体一、多克隆抗体体内多个B细胞克隆针对抗原物质上不同决定簇所产生抗体的混合物，主要存在于血清中。多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物。来源广泛，制备容易；特异性不高，难以大量制备。第36页，课件共