免疫球蛋白与抗体VIP

2024/8/27第三章免疫球蛋白与抗体张晓延病原生物与免疫学高职高专护理2024/8/27知识要点免疫球蛋白的分子结构各类免疫球蛋白的特性和功能抗体的生物学作用人工制备抗体的类型2024/8/27学习目标掌握免疫球蛋白与抗体的概念及五类免疫球蛋白的特性熟悉免疫球蛋白的结构、水解片段与功能了解人工制备抗体的类型及临床应用。2024/8/27前言1890年德国学者Behrong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力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。2024/8/27抗体与免疫球蛋白的概念抗体(antibody，Ab)是B细胞接受抗原刺激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)

指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。2024/8/27正常人血清蛋白电泳分离正常人血清电泳分离图2024/8/27抗体（Ab）是指B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异结合的球蛋白。主要存在于血清等体液中，显示免疫功能。免疫球蛋白（Ig）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的的球蛋白。可分为分泌型（sIg）和膜型（mIg）。抗体＝免疫球蛋白？区别？分泌型：Ab膜型：BCRIg2024/8/27第一节免疫球蛋白的分子结构一、免疫球蛋白的基本结构二、免疫球蛋白的结构域三、免疫球蛋白的水解片段2024/8/27一、免疫球蛋白的基本结构

免疫球蛋白呈“Y”字型的四肽链，由2条相同长的重链（H链）和2条相同短的轻链（L链）通过链间二硫键连接而成，又称Ig分子的单体。2024/8/27免疫球蛋白分子的基本结构两对2024/8/27

根据H链恒定区氨基酸的组成和排列顺序的差异及其抗原特异性不同，分为α、γ、μ、δ、ε链，形成IgA、IgG、IgM、IgD和IgE。1.H链2024/8/27

根据L链的结构和抗原特异性不同，可分为k链与λ链，组成的Ig分别称为k型Ig与λ型Ig。

天然Ig分子中，重链同类，轻链同型。2.L链2024/8/27

（1）类和亚类（根据H链的Ｃ区抗原性不同）

IgG—γ(gamma)IgA—α(alpha)IgM—μ(mu)IgD—δ(delta)IgE—ε(epsilon)

类IgG：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4IgA：IgA1、IgA2IgM:IgM1、IgM2亚类2024/8/27IgG1、IgG2、IgG3、IgG4结构示意图2024/8/27（2）型和亚型(根据轻链C区抗原特异性不同分型)

(1)型κ(kappa)型

λ(lambda)型

(2)亚型2024/8/27五类免疫球蛋白结构示意图2024/8/27

以二硫键的形式共价结合到Ig的H链上，将单体Ig分子连接为多聚体。如，二聚体IgA和五聚体IgM。

3.连接链（J链）2024/8/27

以非共价形式结合于IgA二聚体上，并一起被分泌到黏膜表面，具有抵抗蛋白水解酶的作用，并介导IgA的转运。4.分泌片（SP）2024/8/27IgM和SIgA结构示意图2024/8/27黏膜sIgA的合成和作用部位2024/8/27可变区（variableregion，V）——靠近N端H链约l/4或1/5和L链约1/2的氨基酸的种类、排列顺序与构型变化很大，称为H链和L链的可变区。V区为VH和VL。超变区（hypervariableregion,HVR）或称互补决定区（complementarity-determiningregion,CDR）——每条链各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为超变区或互补决定区。骨架区（frameworkregion,FR）——V区的非HVR区变化较小，结构较稳定，称为骨架区。1.可变区二、免疫球蛋白的结构域2024/8/27免疫球蛋白的功能区2024/8/272024/8/27超变区（HVR）轻链：24～34、

50～56、

89～97重链：31～35、

50～65、

95～102框架区（FR）G

表示相对保守的甘氨酸2024/8/27Ig的多肽链羧基端（C端），H链的3/4或4/5（IgE、IgM）和L链的1/2氨基酸的数量、种类、排列顺序、构型及含糖量均较稳定，称为恒定区（C区），分别称为CH和CL。2.恒定区2024/8/27

位于CH1与CH2之间富含脯氡酸，不易形成氢键且多二硫键，具有弹性、伸展性和可转动性，有利于Ig分子变构与抗原决定簇结合。3.铰链区2024/8/27免疫球蛋白的铰链区及其功能2024/8/27(1)木瓜蛋白酶水解片段：木瓜蛋白酶将Ig分子铰链区近N端的两条H链裂解为两个完全相同的抗原结合片段（Fab段）和一个可结晶片段（Fc段）。(2)胃蛋白酶水解片段：胃蛋白酶将H链从链间二硫键近C端处切断，形成1个能与抗原特异性结合的大片段F(ab’)2和一些小分子多肽碎片pFc’。三、免疫球蛋白的水解片段2024/8/27免疫球蛋白的水解片段2024/8/27一、IgG二、IgM三、IgA四、IgD五、IgE第二节各类Ig的特性和功能2024/8/27IgG主要由脾和淋巴结中的浆细胞合成，于出生后3个月开始合成，以单体形式存在于血液和细胞外液中，是血清和细胞外液中含量最高的Ig，人类IgG有IgG1~4四个亚类。

一、IgG2024/8/27(1)单体分子；(2)四个亚类；

(3)血清中含量最高的Ig；(4)半衰期最长（20~23天)；

(5)出现晚,3～5岁达成人水平；(6)可与SPA结合。1.一般特性2024/8/27

(1)通过胎盘（新生儿抗感染）；

(2)激活补体（裂解细胞）；

(3)调理作用（促进吞噬）；

(4)介导ADCC（细胞毒作用）。2.生物学活性2024/8/27

(1)抗感染；

(2)自身抗体

自身免疫病；

(3)介导变态反应(Ⅱ、Ⅲ型)；

(4)封闭抗体

肿瘤细胞逃逸；

(5)亲合层析法

IgG纯化。3.实际意义2024/8/27

IgM主要是由脾脏和淋巴结中的浆细胞合成，是个体发育中合成与分泌最早的Ig，在胚胎发育晚期的胎儿就能产生，半衰期短（5天），是由五个单体借一个J链和若干个二硫键连接而成的分泌型五聚体，是分子量最大的Ig，又称巨球蛋白，结合价最高（5价）。激活补体能力最强，也可参与II、III型超敏反应。天然ABO血型抗体，类风湿因子均为分泌型IgM。

单体IgM以膜结合型（mIgM）表达于B细胞表面，是未成熟B细胞的标志，构成BCR。二、IgM2024/8/27血清型：IgA1，单体；分泌型：IgA2，二聚体,黏膜局部浆细胞合成；1.两种类型2.半衰期为6d；3.占血清Ig含量的5%～15%；4.黏膜局部抗感染免疫；5.聚合IgA激活补体替代途径。

三、IgA2024/8/27IgD主要由扁桃体和脾脏中的浆细胞产生，在个体发育中合成较晚，以单体形式存在于血清中，含量很低（1%以下），表达在B细胞表面的IgD是B细胞成熟的表面标志，又是B细胞的抗原识别受体（BCR）。四、IgDIgE又称亲细胞抗体，主要由鼻咽部、扁桃体、支气管、胃肠道等黏膜固有层中浆细胞产生，产生的部位与SIgA相似，是种系进化过程中最晚出现的含量最低的Ig，仅占血清Ig总量的0.002％，检测时需要用灵敏度高的方法。2024/8/27五、IgE2024/8/27一、结合抗原二、激活补体三、结合Fc受体四、穿过胎盘与黏膜第三节抗体的生物学作用2024/8/27IgV区的功能是与相应抗原特异性结合，尤其是CDR区与抗原决定簇必须吻合，二者的结合具有互补性、高度特异性。一、结合抗原2024/8/27抗体的互补决定区与抗原表位结合示意图2024/8/27

人IgGl～3和IgM与相应抗原特异性结合后，结合Clq，通过经典途径激活补体系统。

二、激活补体2024/8/27

IgV区与相应抗原结合后，其Fc段与多种细胞表面的Fc受体（FcR）结合，激发多种不同的生物学效应。（1）调理作用（Opsonization）（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）（3）介导I型变态反应（4）结合细菌蛋白三、结合Fc受体2024/8/272024/8/27抗体介导的调理作用2024/8/27ADCC---指IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合后，表达IgGFcR的效应细胞(NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞)可通过与靶细胞表面IgG的Fc段结合，而直接杀伤被抗体捕获的靶细胞2024/8/27NK细胞介导的ADCC作用2024/8/272024/8/27IgG是惟一能通过胎盘的Ig。使胎儿被动地获得免疫能力，同样也可诱发新生儿溶血病。四、穿过胎盘与粘膜2024/8/27新生儿溶血症2024/8/27免疫球蛋白的功能2024/8/27一、多克隆抗体二、单克隆抗体三、基因工程抗体第四节人工制备抗体的类型2024/8/27一、多克隆抗体多克隆抗体（polyclonalantibody指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。（1）预防、治疗感染性疾病，如：破伤风抗毒素血清抗破伤风，胎盘球蛋白抗病毒感染等，副作用：

超敏反应（2）临床诊断，如：肥达氏反应---伤寒、副伤寒，缺点：特异性差。实际意义2024/8/27单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）是由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的特异性抗体。特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞：骨髓瘤细胞---无限增殖；免疫B细胞---合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术---HAT培养基：次黄嘌(H),氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。二、单克隆抗体2024/8/27三、基因工程抗体基因工程抗体(geneticengineering

antibody)是在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。

人-鼠嵌合抗体(chimericantibody)改型抗体

(reshapedhumanizedantibody)小分子抗体：Fab片段

Fc片段

Fv片段双特异性抗体(bispecificantibody)：如：Ig-融合蛋白，抗体导向酶等。列举2024/8/272024/8/27本章小结抗体是机体参与体液免疫应答的重要分子，免疫球蛋白是具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体均为免疫球蛋白，但免疫球蛋白并非都具有抗体活性。免疫球蛋白包括分泌型及膜表面型。天然免疫球蛋白是由四条肽链通过二硫键连接构成的单体，其中两条相同的多肽链较长称为重链，另两条较短的肽链称为轻链，免疫球