第3讲 免疫免疫球蛋白

第三讲免疫球蛋白(第4章，P34)[目的要求]1.掌握免疫球蛋白的基本结构、酶解片段，各类免疫球蛋白的生物学特性与功能。单克隆抗体的概念及特点。2.熟悉免疫球蛋白V区和C区的功能。3.了解多克隆抗体与单克隆抗体的制备方法。一、基本概念1.抗体(antibody,Ab)——指B细胞在识别抗原后经过增殖、分化成浆细胞所合成、分泌的，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。这个概念主要是从生物学功能上讲抗体球蛋白主要分布在

区，但抗体≠

球蛋白

2.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。免疫球蛋白是从化学结构上讲的

抗体都是Ig，而Ig不一定都是抗体与抗体有关的诺贝尔奖获得者Ig基因结构Tonegawa1987单克隆抗体Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫测定Yalow1977抗体分子结构Edelman&Poter1972抗体生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治疗vonBering1901二、免疫球蛋白的结构（抗体的结构）(一)基本结构（单体分子）1.分子组成与构型单体Ig由两对相同的多肽链借链间二硫键相连而成，形似英文大写“Y”Ig=2×(重链+轻链)2.重链（heavychain,H链）

由450-550个氨基酸残基组成，分子量约50-75kD。H链：,

,

,

,

.

(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg的类重链的免疫原性因其恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同而异。Ig亚类就同一类Ig，据其重链铰链区的氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差异，又可分为不同的亚类。IgG可分为IgG1-IgG4；IgA可分为IgA1和IgA2。3.轻链(L链)每肽链大约由214个氨基酸残基组成，分子量约25kD。据其免疫原性不同分为

、

两个型。▽1个Ig分子的两条轻链的型别是相同的。▽同一类Ig分子中既有

型、又有

型。(二)Ig肽链的分区1.可变区(V区)2.恒定区(C区)N端C端VariableregionConstantregion高变区(hypervariableregions,HVR)

VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区，或互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR)，两条肽链的6个高变区共同构成一个与相应抗原表位特异性结合部位，即形成一个与相应抗原表位互补的表面，决定了抗体的特异性。

可变区(V区)N-末端1/2L+1/4(1/5)H骨架区——维持高变区的空间构型因其氨基酸的种类和排列顺序随抗体特异性的不同而千变万化

HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3变化程度最高。恒定区(C区)N端C端constantregion恒定区(C区)C-末端1/2L+3/4(4/5)H该肽段的氨基酸种类和排列顺序在同一种属动物的同一类Ig中都比较恒定

3.铰链区⊕位于重链的CH1与CH2之间，包括H链间的二硫键；⊕富含脯氨酸,极富弹性；⊕有利于Ab与Ag的结合；⊕对蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE无铰链区。

Hingeregion4.结构域指Ig的H、L链中大约由110个氨基酸构成的多肽段，因具有某种生物学功能，以前又称为功能区。是一种由链内二硫键连接的球形结构(domain)。是Ig发挥各种功能的基本单位。IgG分子由两条H链和两条L链共价结合而成。轻链包括VL和CL两个结构域，重链含有1个VH和3个CH结构域。VH和VL共同组成抗原结合部位。Ig分子中线对称，具有两个相同的抗原结合部位。L链：VL、CLH链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4

(IgM、IgE)分区二级结构---β片层Ig是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的β片层，两个β片层由一个链内二硫键垂直连接，形成“三明治”状的“β桶状结构”。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠，具有这类独特折叠结构的分子不仅有Ig，其他许多膜型和分泌型分子也含有该类结构，因此这类分子被统称为免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)。

Ig功能区的生物学功能VH+VL一个抗原结合位点——结合抗原CH+CL种属型标志——Ig的免疫原性(IgG)CH2(IgM)CH3(IgG)CH2C1q的结合位点——结合补体结合胎盘ＦcRn——介导IgG通过胎盘(IgG)CH3结合Fc

R——调理作用(MC,M,B,NK)ADCC(IgE)CH2+CH3结合Fc

R——I型超敏反应(肥大细胞，嗜碱性粒细胞)(三)免疫球蛋白的其它成分1.J链

(joiningchain)由浆细胞合成的一富含半胱氨酸的多肽链；2.分泌片

(secretorypiece,SP)

▽具有保护SIgA的作用。是SIgA分子上的一个辅助成分。

功能:将单体Ig分子连接成为多聚体：SIgA二聚体和IgM五聚体。▽介导IgA的转运。(四)Ig的水解片段1.IgG的木瓜蛋白酶水解片段IgG2FabFc木瓜蛋白酶十fragmentofantigenbinding①中文：抗原结合片段

Fab②组成：一条完整的L链和一条H链N端1/2L+(VH+CH1)③功能：结合抗原即具有抗体活性，抗原结合价=1crystallizablefragment①中文:可结晶片段。(2)Fc

②组成:二条H链C端1/2(CH2+CH3，包括铰链区)。③功能:Fc段无抗原结合活性，是Ig与效应分子(如补体)或细胞(如巨噬细胞、肥大细胞等)相互作用的部位。

2.IgG胃蛋白酶水解片段IgGF(ab’)2pFc’胃蛋白酶十由两个Fab片段加铰链区组成，抗原结合价=2。F(ab’)2由于F(ab’)2片段保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被广泛用作生物制品。三、免疫球蛋白(抗体)的功能1.V区的功能2.C区的功能V区:识别并特异性结合抗原1.V区的功能▽中和作用(病毒、毒素)▽阻断病原入侵▽B细胞表面的IgM和IgD等(称为BCR)能特异性地识别抗原

▽体外的抗原-抗体结合反应2.C区的功能C1qr2s2(1)激活补体(2)结合细胞Fc受体▽介导调理作用▽介导ADCC作用▽介导I型超敏反应(3)穿越胎盘(IgG)(4)穿过黏膜(sIgA)调理作用(opsonization)

含义:指IgG抗体(IgG1和IgG3)的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgGFc受体(FcR)结合，从而增强吞噬细胞的吞噬功能的作用，称为Fc调理。

Fc调理----抗原

+

IgG

Fc+吞噬细胞表面IgG

Fc受体-----促吞噬

ADCC作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)中文：抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。ADCC----靶细胞

+

IgG

Fc

+

效应细胞表面IgG

Fc受体-----促杀伤靶细胞含义：指具有杀伤活性的细胞(如NK细胞、单核巨噬细胞及中性粒细胞等)通过其表面表达的Fc受体(FcR)结合包被于靶细胞(如细菌或