第4章 免疫球蛋白课件

第四章免疫球蛋白第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白内容提要概述免疫球蛋白的结构抗体的异质性五类免疫球蛋白的生物学特性免疫球蛋白基因及抗体的多样性人工制备抗体第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白和抗体概念抗体B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中。AgB浆细胞抗体活化、增殖、分化第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白和抗体概念免疫球蛋白具有抗体活性或结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白分泌型免疫球蛋白(sIg)→抗体存在于体液（血清、组织液、外分泌液）中。膜型免疫球蛋白(mIg)存在于B细胞膜表面,即BCR。比sIg多一个跨膜区和一个胞浆区。Ab=Ig,Ig≠Ab；Ab是功能描述，Ig是化学结构描述。第4章免疫球蛋白1第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构重链和轻链可变区和恒定区铰链区功能区其它成分水解片段第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构Ig是由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的4肽链分子，称为Ig的基本结构。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构重链和轻链重链含450～550个氨基酸分为μ、δ、γ、α、ε五种，对应IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五种抗体亚型第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构重链病是淋巴浆细胞的恶性肿瘤，以恶性增殖的单克隆淋巴浆细胞合成和分泌大量结构均一、分子结构不完整的单克隆免疫球蛋白为特征，该蛋白仅由重链组成而不含轻链。依据重链抗原性的不同分为α-重链病、γ-重链病、μ-重链病和δ-重链病，ε-重链病尚未见报道。其中α-重链病最多，γ-重链病次之，μ-重链病罕见，δ-重链病仅见个案报道。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构重链和轻链轻链含～210个氨基酸；分为κ和λ两种，分别对应两类抗体一个天然的Ig分子上轻链类型是相同的不同种属的动物与链的比例不同：人：2：1小鼠：20：1第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构轻链病（LCD）与轻链沉积病（LCDD）浆细胞异常增生性疾病。是由于异常的浆细胞产生过多的轻链，而重链的合成相应减少。过多游离的轻链片段在血清或尿液中大量出现称为轻链病；一旦免疫球蛋白轻链在全身组织中沉积，引起相应的临床表现即为轻链沉积病。临床可表现为不明原因的贫血、发热、周身无力、出血倾向，浅表淋巴结及肝、脾大，继而出现局限性或多发性骨痛、病理性骨折或局部肿瘤。骨骼局限性骨质破坏或缺损。易合并反复呼吸及消化系统感染。第4章免疫球蛋白1第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构可变区和恒定区可变区H链N端的1/4和L链N端的1/2区域内，氨基酸的种类、排列顺序与构型的变化很大高变区(HVR)：V区内的部分区域氨基酸组成、排列顺序和构型更易变化（互补决定区，CDR）。骨架区：可变区中除去高变区部分的氨基酸变化相对较小。第4章免疫球蛋白1第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构可变区和恒定区恒定区恒定区(C区)：H链C端的3/4和L链C端的1/2区域内，氨基酸的种类、排列顺序与构型相对恒定。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构可变区和恒定区铰链区位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。第4章免疫球蛋白1第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的基本结构可变区和恒定区结构域每条多肽链均可折叠成多个球型结构，球型结构之间由二硫键相连。每个球型结构由110个氨基酸组成，有一定的生理功能。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的其他成分J链一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。能将Ig单体连接为二聚体或多聚体，并与抗体的体内运转有关第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的其他成分分泌片由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，形成分泌型IgA(SIgA),然后被分泌到黏膜表面。能抵抗蛋白水解酶消化。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的水解片段第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性概念尽管所有的免疫球蛋白分子在结构上均由V区和C区组成，但不同的抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同，呈显明显的差异性。表现不同抗原表位诱导的同一类型的免疫球蛋白，其识别抗原的特异性不同同一表位诱导产生不同类型的免疫球蛋白分子，其识别抗原的特异性不同第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白分类重链C区免疫原性不同类（class）IgG、IgM、IgA、IgD和IgE亚类（subclass）：IgG(IgG1~IgG4)IgM(IgM1、IgM2)IgA(IgA1、IgA2)轻链不同型κ型、λ型亚型（subtype）第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性诱导免疫球蛋白异质性的因素外源性因素——免疫球蛋白的多样性由抗原的多样性决定，是免疫球蛋白异质性的物质基础，反映出机体对抗原识别的精细性。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性弹头=可变区导弹=恒定区第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性诱导免疫球蛋白异质性的因素内源性因素——血清型Ig分子本身带有不同的抗原表位,可用血清学方法鉴别,称为Ig的血清型,分为3种。将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导机体发生免疫应答，产生不同的抗体。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性血清型同种型(isotype)指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的C区中根据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分若干亚型。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性血清型同种异型(allotype)在同一种属中不同个体中所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的抗原性差异。第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的异质性血清型独特型(idotype,Id)同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志，由Ig高变区特有的氨基酸序列和构型所决定。可变区=抗原结合部位=独特型抗原决定簇第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能V区的功能识别和特异性结合抗原Ab+Ag发挥免疫效应B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体（BCR）第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能C区的功能激活补体当IgM或IgG与Ag特异性结合后，构型改变，暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能C区的功能结合Fc受体调理作用:与单核巨噬细胞、中性粒细胞上的IgGFc受体结合,增强细胞吞噬作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作(ADCC):IgG的Fab段与靶细胞的抗原决定簇结合，抗体的Fc段与NK细胞上的Fc受体结合，直接杀伤靶细胞介导I型超敏反应:与肥大和嗜碱性粒细胞上的Fc受体结合.Fab段Fc段第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能调理作用第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能抗体依赖的细胞介导的细胞毒作(ADCC)第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能介导I型超敏反应第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能C区的功能穿过胎盘和粘膜IgG是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白IgA能够通过呼吸道和消化道粘膜第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能区以IgG为例，阐述抗体各个功能区的功能Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的生理功能，故称为功能区第4章免疫球蛋白1免疫球蛋白的功能区可变区VH和VL：与抗原特异性结合的部位恒定区CL和CH1：某些同种异型遗传标记CH2：补体C1q结合点激活补体经典途径CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR不同生物学效应

——激活补体、ADCC、I型超敏反应对称VHVLCLCH1CH2CH3第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgGIgG于出生后3个月开始合成；IgG多为单体，半衰期约为23天，占血清免疫球蛋白总量的75%～80%；具有抗菌、抗毒和抗病毒作用，是主要的抗感染抗体；IgG是唯一能通过胎盘的抗体通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合。参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。主力第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgGIgG1、IgG2和IgG3的CH2能通过经典途径激活补体；IgG1IgG4IgG3IgG2第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgM为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。IgM激活补体能力比IgG强天然血型抗体是IgM第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgMIgM是个体发育过程最早产生的抗体，胚胎晚期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升高，表示该儿曾有宫内感染IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断。IgM是B细胞抗原受体的主要成分。也可参与Ⅱ、Ⅲ型超敏反应。先锋第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgA分为血清型和分泌型两种.血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生。分泌型IgA（SIgA）由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中，主要作用为局部抗感染。分泌型IgA的合成和主要作用部位在黏膜粘膜、局部第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgD分为血清型和膜结合型两种血清型功能未知膜结合型IgD(mIgD)IgD是B细胞的重要表面标志；B细胞的分化过程中首先出现mIgM，之后出现mIgD，他的出现标志着B细胞成熟了。膜型：BCR分泌型：未知第4章免疫球蛋白1各种免疫球蛋白的特性与功能IgE又称亲细胞抗体CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合，引起I型超敏反应过敏第4章免疫球蛋白1人工制备抗体多克隆抗体(polyclonalantibodies,pAb)用抗原免疫动物后得到的动物血清(抗血清)，是由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的多个B细胞克隆发生应答后产生的，是多种不同抗体的混合物。优势：成本低，产量大劣势：特异性低，敏感性差第4章免疫球蛋白1人工制备抗体多克隆抗体第4章免疫球蛋白1人工制备抗体单克隆抗体(monoclonalantibodies,mAb)第二代抗体，