医学课件免疫球蛋白

第四章免疫球蛋白(immunoglobulin)

一、抗体、免疫球蛋白的概念：

1.抗体（antibody,Ab）由B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的、能与抗原特异性结合的、具有免疫学功能的球蛋白。

2.免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，统称为～。二、Ab与Ig的区别：1.Ab是生物学与功能的概念，而Ig是化学结构的概念。

2.Ab一定是Ig；而Ig不一定是Ab。3.Ab--血清、外分泌液,Ig--B细胞膜上。

第一节免疫球蛋白的结构

一、免疫球蛋白的基本结构

是由二硫键（-s-s-）连接起来的四条多肽链。(一)重链和轻链1.重链(H链):相同.450或550个氨基酸残基，50或75kD2.轻链(L链):相同.214个氨基酸残基，25kD

重链-轻链：二硫键重链内部：二硫键轻链内部：二硫键→立体的空间结构。

（一）重链和轻链

Ig的五种类型(同种型（isotype）)IgM、IgG、IgA、IgD、IgE，μ链、γ链、α链、δ链、ε链；Ig的两种类型κ型、λ型2:1。

IgG：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4IgA：IgA1、IgA2

λ型Ig：λ1、λ

2、λ

3、λ41.激活补体

2.结合细胞表面的Fc受体(调理作用、ADCC、穿过胎盘与粘膜)结合抗原(中和毒素、阻止病原体吸附、介导各种抗原抗体反应)（二）可变区和恒定区1.可变区（variableregion,V区）

H链和L链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域,分别占H链和L链的1/4(1/5)和1/2。

VH、VL。2.恒定区(constantregion,C)H链和L链中靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域;分别占H链和L链的3/4(4/5)和1/2。

CH、CL一、免疫球蛋白的基本结构可变区:N-末端1/2L链+1/4(或1/5)H链恒定区:C-末端1/2L链+3/4(或4/5)H链高变区（hypervaribleregion,HVR）：VH和VL各有3个区域的氨基酸组成及排列顺序高度可变，称为高变区。HVR1、HVR2、HVR3互补性决定区（complementarity-determiningregion,CDR）

CDR1、CDR2、CDR3是Ig的独特型（idiotype,Id）决定基VH：29~313个49~5810个95~1028个VL：28~358个

49~568个

91~988个骨架区(frameworkregion,FR)在V区中,高变区之外区域的氨基酸组成及排列顺序相对不易变化的区域。FR1~FR4

(三)铰链区(hingregion)

位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，故易伸展弯曲，能改变两个结合抗原的Y形臂之间的距离,有利于两臂同时结合两个抗原表位。IgM、IgE：无IgG1、IgG2、IgG4、IgA：较短IgG3和IgD：较长。

（四）结构域(domain)功能区Ig分子的每条多肽链可折叠为数个球形结构域，每个结构域一般具有其相应的功能。

L链—VL、CL；IgG、IgA、IgD：H链--VH、CH1、CH2、CH3

IgM、IgE：VH、CH1、CH2、CH3

CH4二、免疫球蛋白的其他成分

(一)J链（joiningchain）由浆细胞合成，富含半胱氨酸的多肽链。主要功能：将单体Ig分子连接为二聚体、多聚体。(二)分泌片（secretorypiece,SP）由粘膜上皮细胞合成、糖肽链。结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA(SIgA)，并一起被分泌到上皮细胞表面。主要功能：保护SIgA免受蛋白酶的降解。三、IgAsIgA的分泌YYYYYY三、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段2个Fab、1个Fc（二）胃蛋白酶水解片段1个F(ab′)2、一些小片段pFc

Ig水解片断的意义1.研究Ig的结构与功能；2.生物制品的制备的实际意义。精制的白喉抗毒素，破伤风抗毒素等，F(ab’)2片段。第三节※免疫球蛋白的功能一、V区的功能

１.特异性结合抗原的作用--抗菌、中和毒素、中和病毒。

２.B细胞膜表面的IgM和IgD--B细胞抗原受体（BCR）,特异性识别抗原分子。

二、C区的功能（一）激活补体IgM和IgG1、IgG2、IgG3与特异性抗原结合后，暴露补体结合位点，通过传统途径激活补体。聚合IgA、IgE和IgG4可通过旁路途径激活补体。IgD不能激活补体（二）结合细胞表面的Fc受体

1.调理作用抗体主要是IgG的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG

Fc受体的结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。

2.ADCC（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）

抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表达表达的Fc受体识别结合于靶细胞上的抗体Fc段,直接杀伤靶细胞。表达Fc受体的细胞有：NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞。3.介导Ⅰ型超敏反应IgEFc段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面的Fc段受体（FcεRⅠ）的结合，并使其致敏。当再次进入的相同抗原与IgE结合，导致细胞合成及分泌生物学活性物质，引起Ⅰ型超敏反应的发生。（三）穿过胎盘和粘膜

1.IgG是唯一的能通过胎盘的免疫球蛋白；

滋养层细胞-

IgG输送蛋白

2.分泌型IgA可通过呼吸道和消化道的粘膜。（四）此外Ig对免疫应答有调节作用。第四节五类免疫球蛋白的特性与功能一、IgG1.含量最高，占血清总Ig的75%~80%；2.半衰期最长，20~23天；3.最重要的免疫学效应抗体。如抗细菌感染、中和毒素及中和病毒等作用，也有免疫调理作用；4.再次应答的主要抗体；5.自身抗体；抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体二、IgM1.五聚体，分子量最大=巨球蛋白，主要存在于血清中，抗败血症最为重要；2.结合抗原能力强，激活补体能力最强；3.合成最早:生物群\个体发育\感染后；4.天然血型抗体。5.mIgM是BCR的主要成分;未成熟B细胞只表达mIgM。

三、IgA1.血清含量10%~15%，单体；2.分泌型IgA(二聚体)：外分泌液中，是粘膜局部免疫的主要原因抗体；3.初乳中含量较高，是重要的自然被动免疫。

四、IgD1.血清含量低:0.2%，功能不详；2.个体发育的任何时期都可产生；3.半衰期仅3天；4.BCR：mIgM--未成熟B细胞，BCR：mIgM、mIgD--成熟B细胞。

五、IgE1.血清含量最低:5×10-5mg/ml2.引起Ⅰ型超敏反应；3.可能参与抗寄生虫感染。第五节人工制备抗体一、多克隆抗体（polyclonalantibody,pAb）天然抗原分子中常含多种不同抗原特异性的抗原表位，以该抗原物质刺激机体免疫系统，体内多个B细胞克隆被刺激，产生的抗体中实际上含有针对多种不同抗体表位的免疫球蛋白。克隆（clone）：一个纯的无性细胞繁殖系。二、单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb或mAb）由一个B细胞和一个恶性骨髓瘤细胞融合成的B细胞克隆仅识别一种抗原表位，故经筛选和克隆化的杂交瘤细胞仅能合成、分泌单一抗原表位的特异性抗体。HAT培养基：

次黄嘌呤(Hypoxanthine,H)

氨基蝶呤(Aminopterin,A)

胸腺嘧啶核苷(Thymidine,T)。

单克隆抗体的特点

1.结构均已；

2.纯度高；

3.特异性强；

4.效价高；

5.少或无血清交叉反应等。

单克隆抗体的实际意义

1.诊断学应用；

2.用于治疗同种异体移植排斥反应及治疗自身免疫性疾病；

3.与核素、毒素、化学药物偶联成导向药物，可用于肿瘤的治疗。三、基因工程抗体(geneticengineeringantibody)

利用基因工程技术，制备的部分或完全人源化的抗体。多种类型：人鼠嵌全抗体、改型抗体、双特异性抗体等。特点：人源化程度，均一性强，工业化生产，但亲和力弱，效价不高。第二节免疫球蛋白的异质性

免疫球蛋白基本结构相似，但在结构与功能上差别甚大，也就出现了特异性与类别的不同，即明显的异质性(heterogenecity)。

一、免疫球蛋白的类型：(一)类(class)：同一种属不同个体，重链C区差异，重链五种，类别五类；(二)亚类(subclass)：同类免疫球蛋白，重链抗原性及二硫键数目和位置差异，再分亚类：IgG(1、2、3、4)；IgA(1、2)；(三)型(type)：同一种属所有个体，轻链C区差异，Ig可分为κ和λ两型；(四)亚型(subtype)：同一型别Ig，轻链C区差异，如：λ链190氨基酸为亮氨酸时，称为OZ(+)，为精氨酸时，称为OZ(-)。二、免疫球蛋白异质性的原因1、外源性抗原的多样性(108)；2、内源性抗原刺激机体产生的抗体(Ab1)，同时抗体也刺激机体产生抗抗体(Ab2)……；抗体本身也是大分子物质，也具有抗原性，其主要有三种不同的表位：同种型，同种异型和独特型抗原表位，即免疫球蛋白的血清型，也是遗传学标志。

同种型(isotype)：同种生物，不同个体，同种抗体相同的抗原表位。存在于C区。也称为类别。意义很大。

同种异型(allotype)：