第三章免疫球蛋白-病原生物学与免疫学基础课程课件

抗体与免疫球蛋白<病原生物学与免疫学基础》抗体与免疫球蛋白<病原生物学与免疫学基础》1免疫球蛋白[教学要求]l、掌握免疫球蛋白和抗体的概念。2、掌握免疫球蛋白的结构和功能。3、掌握五类免疫球蛋白的生物学特性。4、熟悉单克隆抗体的制备方法和医学意义。

免疫球蛋白[教学要求]2抗体（antibody,Ab)能与相应抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。是由B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生的。免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ab都是Ig,Ig≠Ab；Ab强调的是功能，Ig强调的是化学结构抗体（antibody,Ab)能与相应抗原发生特异性结合的3存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。抗体介导的免疫称为体液免疫。含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。存在部位：4一、免疫球蛋白的基本结构二硫键连接的四肽侧链构成的单体，形成一“Y”字形结构。

所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构。由两条重链（H）和两条轻链（L）组成。一、免疫球蛋白的基本结构二硫键连接的四肽侧链构成的单体，形成5第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件6（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。（一）重链与轻链7第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件82.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=2:12.轻链9

（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区10

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）可变区（variableregion，V区）11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。骨架区（frameworkregion，FR）12第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件13高变区高变区14恒定区重链和轻链的C区分别称为CH和CL，为近C端的1/2L链及3/4（或4/5）H链。不同类Ig的重链CH长度不一，同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。恒定区重链和轻链的C区分别称为CH和CL，为近C端的15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。绞链区（hingeregion）16“T”“Y”“T”“Y”17（三）、免疫球蛋白的功能区约由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：VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE有）（三）、免疫球蛋白的功能区约由110个氨基酸组成。由链内二硫18第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件19功能区的功能

1.VL、VH特异性识别和结合抗原2.CH、CL具有同种异型遗传标记3.IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q的结合点；与IgG通过胎盘有关。4.CH3/CH4具有多种细胞Fc受体结合的功能，不同的Ig在结合不同的细胞时可产生不同的免疫效应。功能区的功能20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’）免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解IgG得到两21第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件22第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件23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

（fragmentofantigen-binding，Fab段）一个可结晶片段（crystalizablefragment，Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgG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24（三）意义有利于生物制品的生产和纯化，避免超敏反应的发生。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（三）意义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25J链和分泌片J链J链是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。分泌片由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面。对分泌型IgA具有保护作用J链和分泌片J链和分泌片J链J链是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞26J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。J链（jioningchain，J链）27第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件28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。分泌片（secretorypiece，SP）29免疫球蛋白的抗原性同种型(isotype)

指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的C区中，据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分为若干亚型。免疫球蛋白的抗原性同种型(isotype)30

同种异型（allotype)同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的抗原性差异同种异型（allotype)同一种属中不同个体所产生的同一31

独特型（idiotype)独特型是同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志，由Ig超变区特有的氨基酸序列和构型构成的抗原决定基结构称为抗体的独特型。可变区、抗原结合部位、独特型抗原决定簇是同一物质在不同情况下的不同名字。独特型（idiotype)独特型是同一个体中不同B细胞克隆32三、免疫球蛋白的功能特异性结合抗原与Ag的结合具有高度特异性，必需是超变区与抗原的空间构象完全吻合。与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、中和外毒素激活补体）体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等

三、免疫球蛋白的功能特异性结合抗原33

☆激活补体：当IgG1~3和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。☆激活补体：34☆结合细胞表面的Fc受体

主要通过IgG/IgE的CH3/CH4功能域与位于不同细胞上的FcR/FcR结合，介导不同的生物学效应：

1)与单核巨噬细胞和中性粒细胞上的FcR结合介导调理吞噬作用；2)与肥大和嗜碱性粒细胞上的FcR结合介导I型超敏反应；3)靶细胞上的抗原决定簇结合IgG的Fab段，而抗体的Fc段与NK细胞上的FcR结合，发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（Abdependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）

调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应☆结合细胞表面的Fc受体35BACK免疫球蛋白的调理作用BACK免疫球蛋白的调理作用36BACKADCC作用BACKADCC作用37☆穿过胎盘和黏膜：如IgG，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行的。免疫调节

☆穿过胎盘和黏膜：38第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件39IgG于出生后3个月开始合成IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量的75%～80%IgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体IgGIgG于出生后3个月开始合成IgG40IgG是唯一能通过胎盘的抗体通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。具有抗菌、抗毒和抗病毒作用参与II、III型超敏反应IgG是唯一能通过胎盘的抗体41为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。IgM激活补体能力比IgG强天然血型抗体是IgMIgM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IgM为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。IgM42IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。也可参与II、III型超敏反应IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染43分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。而分泌型IgA（SIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。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黏膜表面的分泌液中。分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜IgA分为血清型和分泌型两种，血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的44IgD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，他的出现标志着B细胞成熟了。IgDIgD是B细胞的重要表面标志IgD45又称亲细胞抗体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IgE又称亲细胞抗体IgE46多克隆抗体（PcAb)用抗原免疫动物后得到的动物血清（抗血清），是由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的多个B细胞克隆发生应答后产生的。即多克隆抗体多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物

单克隆抗体多克隆抗体（PcAb)单克隆抗体47

单克隆抗体（McAb)McAb是指由B淋巴细胞杂交瘤细胞针对某一抗原决定簇所产生的单一的特定的抗体。单克隆抗体（McAb)McAb是指由B淋巴细胞杂交瘤细胞48第三章免疫球蛋白---病原生物学与免疫学基础精品课程ppt课件49三、单克隆和多克隆抗体的比较特异性敏感性均一性McAbPcAb低差无高强有三、单克隆和多克隆抗体的比较特异性敏感性均一性McAbPcA501、用于免疫学检测，辅助临床诊断2、McAb用于亲和层析，分离微量可溶性抗原3、标记的McAb用于基础研究，了解细胞分化等4、制备生物导弹用于肿瘤、移植等以及治疗自身免疫疾病。四、单克隆抗体的应用1、用于免疫学检测，辅助临床诊断四、单克隆抗体的应用51四、基因工程抗体(因为McAb多为