免疫学Ig和其编码基因专家讲座

抗体概念抗体结构抗体异质性抗体生物学特征抗体编码基因抗体胚系基因重排及机制抗体多样性及其机制抗体制备Immunoglobulinanditsgenes免疫学Ig和其编码基因专家讲座第1页一、抗体基本概念抗原刺激B细胞产生一类可与对应抗原特异性结合并产生各种免疫效应糖化球蛋白，亦称免疫球蛋白(Immunoglobulin)免疫学Ig和其编码基因专家讲座第2页二、抗体结构1、基本结构2、辅助结构3、结构域(Domain)

免疫学Ig和其编码基因专家讲座第3页

1、基本结构1）四肽链经过链间二硫键组成H2L2

重链：450aa,Mr.5X104,五类(a、g、m、d、e)

轻链：214aa,Mr.2.5X104,两型(k、l)2）分三个功效区：

可变区(Variableregion,VH/VL,Fv)：结合抗原 恒定区(Constantregion,CH/CL)：次级反应、抗原性 绞链区(Hingeregion)CH1-CH2间,30aa,2-5链间二硫键3）蛋白酶可酶解 木瓜蛋白酶(papain)：Fab、Fc

胃蛋白酶(pepsin)：F(ab’)2→2XFab’、pFc’ 免疫学Ig和其编码基因专家讲座第4页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第5页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第6页

1、基本结构1）四肽链经过链间二硫键组成H2L2

重链：450aa,Mr.5X104,五类(a、g、m、d、e)

轻链：214aa,Mr.2.5X104,两型(k、l)2）分三个功效区：

可变区(Variableregion,VH/VL,Fv)：结合抗原 恒定区(Constantregion,CH/CL)：次级反应、抗原性 绞链区(Hingeregion)CH1-CH2间,30aa,2-5链间二硫键3）蛋白酶可酶解 木瓜蛋白酶(papain)：Fab、Fc

胃蛋白酶(pepsin)：F(ab’)2→2XFab’、pFc’ 免疫学Ig和其编码基因专家讲座第7页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第8页

1、基本结构1）四肽链经过链间二硫键组成H2L2

重链：450aa,Mr.5X104,五类(a、g、m、d、e)

轻链：214aa,Mr.2.5X104,两型(k、l)2）分三个功效区：

可变区(Variableregion,VH/VL,Fv)：结合抗原 恒定区(Constantregion,CH/CL)：次级反应、抗原性 绞链区(Hingeregion)CH1-CH2间,30aa,2-5链间二硫键3）蛋白酶可酶解 木瓜蛋白酶(papain)：Fab、Fc

胃蛋白酶(pepsin)：F(ab’)2→2XFab’、pFc’ 免疫学Ig和其编码基因专家讲座第9页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第10页2、辅助结构

1）J链(Joiningchain)：

20KD、10%糖、Cys、二硫键连接IgH2）分泌片(Secretorypiece,SP)：

70KD、6％糖、上皮细胞合成免疫学Ig和其编码基因专家讲座第11页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第12页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第13页3、结构域(Domain)1）Ig分子中由链内二硫键组成致密立体球体(V/C/H)2）b-strain、b-sheet、b-barrel、immunoglobulinfold3）CDRs(Hypervariableregions)、FRs(Frameworkregions)免疫学Ig和其编码基因专家讲座第14页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第15页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第16页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第17页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第18页三、抗体异质性 抗体特异性和类型不一样，称为异质性 heterogeneity） 不一样抗原表位刺激机体所产生免疫球蛋白分子重链类 别和轻链型别不一样 不一样抗原表位刺激机体所产生免疫球蛋白分子识别抗 原特异性不一样 不一样抗原表位诱导同一类型免疫球蛋白（IgG），

其识别抗原特异性不一样免疫学Ig和其编码基因专家讲座第19页三、抗体异质性

内源性原因 外源性原因

免疫学Ig和其编码基因专家讲座第20页三、抗体异质性1、类型：

类(Class):

重链C区抗原性,IgG、IgA、IgM、IgD、IgE

亚类(Subclass):

重链抗原性/二硫键数目位置,IgG1-4

型(Type):

轻链C区抗原性,k、l

亚型(Subtype):

轻链C区aa差异排列,l1～4免疫学Ig和其编码基因专家讲座第21页三、抗体异质性

内源性原因

免疫学Ig和其编码基因专家讲座第22页

血清型：

同种型(Isotype)：

C区决定，非遗传标志。类、亚类、型和亚型

同种异型(Allotype)：

个体等位基因，遗传标志:Gm

独特型(Idiotype,Id)：

Idiotope→Anti-Id免疫学Ig和其编码基因专家讲座第23页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第24页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第25页三、抗体异质性

外源性原因

含各种不一样抗原表位抗原刺激机体免疫系统， 造成免疫细胞活化，产生各种不一样特异性抗体。

多样性抗原存在是造成免疫球蛋白异质性外源原因， 是免疫球蛋白异质性物质基础。 抗体这种异质性，反应出机体反抗原精细结构识别 和应答。 免疫学Ig和其编码基因专家讲座第26页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第27页四、抗体主要特征及生物学功效1、主要功效：

1）与对应抗原特异性结合：Fv 2）激活补体：

3）结合FcR：促吞噬(opsonization)

介导过敏 介导细胞毒(ADCC)

4）穿过胎盘和粘膜

5）调整免疫功效免疫学Ig和其编码基因专家讲座第28页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第29页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第30页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第31页2、各类抗体特征与功效

1）IgG：

4个亚类 分布广 血清含量最高 寿命长 能经过胎盘免疫学Ig和其编码基因专家讲座第32页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第33页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第34页2、各类抗体特征与功效

2）IgM：

5单体J链连接 最大 最早 寿命短、可诊疗宫内及近期感染。

SmIg:

BCR，C’多41aa(25aa疏水，末端3aa亲水)免疫学Ig和其编码基因专家讲座第35页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第36页3）IgA：

单：血清

双：外分泌液，SIgA(J和SP)

免疫学Ig和其编码基因专家讲座第37页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第38页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第39页2、各类抗体特征与功效

4）IgD： 含量低 绞链区长不稳定 与超敏反应/本身免疫病相关

SmIgD为BCR成份，B细胞成熟标志免疫学Ig和其编码基因专家讲座第40页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第41页未成熟B细胞成熟B细胞活化或记忆B细胞mIgMmIgD免疫学Ig和其编码基因专家讲座第42页2、各类抗体特征与功效

5）IgE； 含量少 寿命短 热敏感 亲细胞 进化最晚 含量最低 与超敏反应/寄生虫免疫相关免疫学Ig和其编码基因专家讲座第43页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第44页

五、抗体编码基因

抗体胚系基因（germlinegenes）

重链：V基因片段（variablesegment）

D基因片段（diversitysegment）

J基因片段（joiningsegment）

C基因片段(constantsegment)

轻链：

V基因片段（variablesegment）

J基因片段（joiningsegment）

C基因片段(constantsegment)免疫学Ig和其编码基因专家讲座第45页

抗体编码基因染色体定位肽链所在染色体 基因片段及排列人小鼠

22q11.216 Vn－(J－C)n

2p11-126C2 Vn－Jn－CH 14q32.312F1 Vn－Dn－Jn－Cn

免疫学Ig和其编码基因专家讲座第46页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第47页

六、抗体胚系基因重排及机制

抗体重链胚系基因重排 抗体轻链胚系基因重排 抗体胚系基因重排机制免疫学Ig和其编码基因专家讲座第48页免疫球蛋白胚系基因状态下V、（D）、J基因片段成簇存在，要编码完整功效性Ig多肽链必须在这些成簇存在基因簇中选择一些基因片段进行重新组合，这一过程之。在V、D、J、C基因群中各选择一个基因片段，组成单个Ig编码基因，进而转录和翻译，产生功效性Ig基因重排（generearrangement）免疫学Ig和其编码基因专家讲座第49页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第50页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第51页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第52页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第53页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第54页

七、抗体多样性及其机制

（一）结构多样性

（二）功效多样性免疫学Ig和其编码基因专家讲座第55页

抗体多样性产生机制

组合多样性(combinatorialjoining)

连接多样性(junctionalflexibility)

体细胞高频突变(somatichypermutation)免疫学Ig和其编码基因专家讲座第56页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第57页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第58页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第59页免疫学Ig和其编码基因专家讲座第60页人Ig多样性产生机制多样性机制 H lk

多胚系基因数（功效性）

V 65 30 40 D 27 0 0 J 6 4 5 组合多样性 1.1X104 1.2X102 2X102

总计11000X(120+200)=3X106连接多样性 共～100

核苷酸插入300 / /体细胞突变