免疫球蛋白 中山大学 免疫学

黄俊琪huangjq@免疫球蛋白

ImmunoglobulinContents免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的特性免疫球蛋白的制备抗体〔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、具有免疫功能的球蛋白。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.分泌型：存在于体液中，具有抗体的各种功能膜型：B细胞膜上的抗原受体ConceptsAbIgRelationshipbetweenIgandAb

NobelPrizewinnersforantibodies1901vonBeringSeratherapy1908Ehrlich&MetchnikoffAbproduction1972Edelman&PoterAbstructure1977Yalowradioimmunology1984Koler,Milstein&JerneMonoclonalAb1987TonegawaGeneofAb免疫球蛋白的结构

STRUCTUREOFANTIBODIES一、根本结构〔一级结构〕二、功能区〔二级结构〕三、附属成分〔附属结构〕四、水解片段〔水解结构〕一、根本结构两条相同的重链和两条相同的轻链连接而成连接的四肽结构。1.重链和轻链2.可变区和恒定区3.铰链区1.重链和轻链

重链(Heavychain,H)分子量比较大据恒定区氨基酸的组成和排列顺序的不同，可分为5类(同种型)不同的同种型有不同的特征一、根本结构

BASICSTRUCTURE免疫球蛋白分类〔class〕IgG-Gamma(γ)heavychainIgM-Mu(μ)heavychainIgA-Alpha(α)heavychainIgD-Delta(δ)heavychainIgE-Epsilon(ε)heavychain1.重链和轻链

一、根本结构轻链(lightchain,L)分子量比较小据恒定区氨基酸的组成和排列顺序，可分为k和链同一Ig上的两轻链同型同一种属的两种轻链比例是固定的2.可变区和恒定区

一、根本结构可变区(variableregion,V区)Ig重链和轻链的近N端110个氨基酸变化比较大，称为可变区,即VH和VL。其中有的区域特别易变化，称为高变区(hypervariableregion，HVR1-3),其它局部叫骨架区(frameworkfegion,FR1-4).高变区是抗原的结合部位，与抗原决定基形成一个互补的外表，称互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR1-3).Figure3-6Figure3-7Figure3-82.可变区和恒定区

一、根本结构恒定区(constantregion,C区〕轻链和重链的近C端的氨基酸变化比较小，称为恒定区，CH和CL不同类Ig的恒定区长度不同，如CH1-3〔4〕同种的同类Ig的恒定区比较固定，故有相同的二抗。3.铰链区(hingeregion)

位于CH1和CH2之间；富含脯氨酸，易弯曲，利于与抗原表位的结合；易水解〔木瓜蛋白酶等〕。一、根本结构二、二级结构

Ig分子的肽链上折叠形成的球形的有功能的结构域〔domain〕,约110个氨基酸组成一个结构域。折叠形成两个片层结构，中间由二硫键垂直连接，桶状或三明治。三、附属结构

ADDITIONALSTRUCTUREJ链〔joiningchain〕浆细胞合成的富含半胱氨酸的连接单体成多聚体的肽链。分泌片(secretorypiece,SP)粘膜上皮细胞合成的非共价结合于IgA并起转运保护作用的含糖肽链。四、水解片段

PROTEOLYTICSTRCUTURE酶木瓜蛋白酶〔papain)胃蛋白酶(pepsin)片段抗原结合片段(fragmentantigenbinding,Fab)可结晶片段(fragmentcrystallizable,Fc)1.木瓜蛋白酶〔papain〕的水解片段部位：重链铰链区二硫键连接的近N端片段：两个Fab段，一个Fc功能：Fab能结合抗原，但不凝集或沉淀Fc可与细胞上的受体结合四、水解片段Figure3-3part1of2TheproteasepapaincleavestheIgGmoleculeinhingeregionontheN-terminalsideoftheinter-heavy-chaindisulfidestoproduce3fragments:2identicalFabfragmentsandoneFcfragment.

2.胃蛋白酶(pepsin)的水解片段部位：重链铰链区二硫键连接的近C端片段：一个F(ab’)2段，一个pFc’

功能：F(ab’)2段能结合抗原，可凝集或沉淀;

pFc’无生物活性四、水解片段

Figure3-3part2of2TheproteasepepsincleavestheIgGmoleculeinhingeregionontheC-terminalsideoftheinter-heavy-chaindisulfidestoproduce2fragments:oneF(ab’)2andonepFc’.Summary:structureofAbBasicstructure:Consistof4polypeptidechains;Eachchainhasdomains:CandV;HVR;CDRHingeregion:betweenCH1andCH2SpecialstructureAdditionalstructureProteolyticstructure免疫球蛋白的异质性

HETEROGENEITYOFIMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的异质性表现为：不同抗原表位刺激机体产生不同的Ig；Ig具有不同的类别和型别；相同类型的Ig具有不同的特异性。免疫球蛋白亚类和亚型根据铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目及位置的不同，Ig可分为不同亚类(subclass)IgG有四个亚类IgG1-IgG4IgA可分为IgA1和IgA2据

链恒定区个别氨基酸的差异，可分不同亚型(subtype)，如

1-4免疫球蛋白的类型

重链

类(class)：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE

—亚类(subclass)：IgG1-IgG4；IgA1和IgA2轻链型(type)：κ和λ型—亚型(subtype)：λ1-λ4外源因素所致的异质性

—--免疫球蛋白的多样性外源性抗原种类、数目繁多;天然抗原分子结构复杂，含有多个抗原表位;Ig的多样性是机体对抗原的精确应答.免疫球蛋白的异质性内源因素所致的异质性同种型(isotype)：存在于同种抗体分子中的抗原表位；为种属型标志，位于IgC区。同种异型(allotype)：存在于同种内不同个体间的免疫原性；为个体型标记，位于IgC区和V区独特型(idiotype,Id)：由于CDR区的不同显示出的不同免疫原性；为免疫球蛋白分子的标志，位于IgV区。免疫球蛋白的异质性抗体功能

FUNCTIONSOFANTIBODIES

1.中和病毒或毒素2.激活补体3.调理作用：促吞噬4.ADCC：促杀伤5.通过胎盘：IgG6.介导I型超敏反响Figure9-24(1).AbneutralizebacterialtoxinsofG+bacteriumFigure9-26

(2)Abblocktheadherenceofbacteriatohostcells

Figure9-28(3)AbskillthebacteriabythehelpofcomplementFigure2-35part3of3调理作用〔opsonization〕

抗体的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的Fc受体(Fcreceptor,FcR)结合，从而增强吞噬细胞的吞噬功能。抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用Antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC具有杀伤活性的细胞通过其Fc受体识别结合于靶抗原上的抗体Fc段，直接杀伤靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。穿过胎盘和黏膜IgG可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中起重要的作用。分泌型IgA的黏膜局部免疫作用各类抗体的生物学活性

CHARACTEROFEACHCLASSIgGIgMIgAIgEIgDIgG1.themostcommon,mostimportant,mostcontentantibodiesinourbodies.2.theonlyclassofimmunoglobulinthatcancrosstheplacentainhumans3.theonlyIgtobindwithSPA.IgAThepredominantformsofIgAissIgA.ThepredominantimmunoglobulinproducedbyBcellsinPeyer’spatches,tonsils,andothersubmucosallymphoidtissues.IgM

1.IgMpentamericmacroglobulin2.IgMiscomposedearlyinfetus,andearlyinimmuneresponse.3.Naturalantibodiesagainstbloodcelldeterminants.4.ImmaturemarkerofBcellsIgDTracesofitarenormallyfoundintheblood.ThefunctionofIgDinserumisunknown.ThematuremarkerofBcells。IgE

Mediatorsubstancesthatleadtoallergicdisease

(TypeI).

人工制备抗体

PRODUCTION

OFANTIBODIES

多克隆抗体的制备单克隆抗体的制备基因工程抗体人工制备抗体基因工程抗体

geneticengineeringantibody

嵌合抗体〔chimericAb〕鼠V+人C改型抗