医学教程 4免疫球蛋白

第四章免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）1.抗体（antibody，Ab）①概念：B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，称为抗体。②存在部位：血清、其他体液或外分泌液中。将抗体介导的免疫称为体液免疫。将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。③电泳区带：大部分在γ区带，故曾有γ球蛋白（或丙种球蛋白）之称。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统称为免疫球蛋白。Ig=Ab+化学结构类似物Ab=Ig

Ig

≠

Ab分泌型（secretedIg,sIg）膜型（membraneIg,mIg）第一节

免疫球蛋白的分子结构

由二硫键相连的四条对称的多肽链构成的单体。形成一“Y”字形结构。重链轻链一、免疫球蛋白的基本结构（一）重链与轻链

1.重链（heavychain，H链）450～550个氨基酸残基，分子量约55～75KD。根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类即IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，相应H链为γ、μ、α、δ及ε链。2.

轻链轻链为重链的1/2，约由214个氨基酸组成。根据轻链的不同，分为κ、λ两型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig单体结构中，两条重链同类，两条轻链同型。

（二）可变区和恒定区

1.可变区（variableregion，V区）

近N端的1/2L链和1/4（或1/5）H链，氨基酸的组成及序列变化较大，而得名。⑴高变区（hypervariableregion，HVR）V区内变化最为剧烈的特定部位。L链3个，H链3个。因其在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故又称互补性决定区（complementaritydeterminingregion，CDR）不同Ig分子在超变区结构上各自具有独特的氨基酸排序和构型特点，也称为Ig分子的独特型或独特型决定簇。超变区、互补性决定区和独特型决定簇指的是Ig分子中的同一结构部位，只是从不同的角度阐述而已。⑵骨架区（frameworkregion，FR）Ig分子V区超变区之外的部位，其氨基酸组成及排列相对保守。作用：主要是稳定CDR的空间构型，以利IgCDR与抗原表位精细的特异性结合。2.恒定区（constantregion，C区）近C端的1/2L链及3/4（或4/5）H链。氨基酸组成在同一物种的同一类Ig中相对稳定。（三）其他结构1.J链（joiningchain，J链）

由浆细胞合成。主要作用：在H链的羧基端将Ig单体连接成双体或多聚体，起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮细胞合成。是分泌型IgA（sIgA）的结构成分。作用：保护sIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介导多聚IgA向粘膜上皮外主动输送的作用。

二、免疫球蛋白的功能区（结构域）约由110个氨基酸组成。由链内二硫键连接并经β-片层折叠形成的具有特定功能的球形结构域，称为Ig的功能区或结构域。

（一）功能区的名称

L链：VL、CLH链：CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和

IgE有）β桶状结构或β三明治结构（二）功能区的功能

1.VL、VH特异性识别和结合抗原2.CH、CL具有同种异型遗传标记3.IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q的结合点；与IgG通过胎盘有关。4.CH3/CH4具有多种细胞Fc受体结合的功能，不同的Ig在结合不同的细胞时可产生不同的免疫效应。（三）绞链区（hingeregion）位于CH1～CH2之间，富含脯氨酸，对蛋白酶敏感，易伸展弯曲。作用：1.弯曲利于V区与不同距离的抗原表位结合。

2.使Ig分子发生“T”“Y”的构型改变，暴露补体结合位点。“T”“Y”三、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二个相同的单价抗原结合片段

（fragmentofantigen-binding，Fab段）

一个可结晶片段（crystalizable

fragment，Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特异性结合抗原的功能。Fc段保留了重链的抗原性和Ig相应功能区的生物学活性。（三）意义1.有利于阐明Ig的结构及生物活性2.有利于生物制品的生产和纯化，避免超敏反应的发生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一个与抗原双价结合的F（ab’）2

段小分子多肽碎片（pFc’）（无生物学活性）IgG第二节5类免疫球蛋白的特点与功能一、IgG

1.单体。血清中含量最高。可分为四个亚类，各亚类的生物学活性有差异。2.主要的抗感染抗体。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫调理及ADCC作用。3.唯一通过胎盘的抗体（有自然被动免疫作用）。4.半衰期约16～24天。治疗用的丙球的主要成分为IgG（有人工被动免疫作用）。5.可结合葡萄球菌蛋白A（SPA），以纯化抗体，用于免疫诊断。6.某些自身抗体和引起ⅡⅢ型超敏反应的抗体属此类。二、IgM1.为五聚体，又称巨球蛋白，激活补体和免疫调理作用较IgG强。2.个体发育中合成最早的Ig。3.半衰期较短，有助于感染性疾病的早期诊断。4.天然的血型抗体。5.单体的IgM是细胞膜表面型免疫球蛋白。sIgM

J链IgM

抗体结构分泌型IgM膜型IgMmIgM

Iga

IgbIga

Igb

三、IgA1.有血清型和分泌型。血清型有两个亚类。2.分泌型IgA（sIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量较高。3.sIgA的分子结构中有J链和SP。后者是粘膜上皮细胞的多聚Ig受体的胞外区。4.sIgA是皮肤和粘膜表面局部抗感染的重要因素（如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒复制的作用）。四、IgE1.血清中含量极低。2.对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度的亲和力。与Ⅰ型超敏反应的发生有关。3.可能与机体抗寄生虫免疫有关。五、IgD1.血清含量极低。2.对蛋白酶敏感，极易降解。第三节

免疫球蛋白的生物学活性一、IgV区的功能——特异性结合抗原

Ig可特异性识别、结合抗原。V区的CDR在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。Ig的V区与抗原结合后，可通过其C区发挥作用，V区本身也可中和毒素或阻断病原入侵。二、IgC区的功能（一）激活补体IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体。（二）结合Fc受体1.调理作用

促进吞噬细胞的吞噬作用。2.发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）3.介导Ⅰ型超敏反应4.人IgG的Fc段与SPA结合

阻断IgG对吞噬细胞的调理作用。在体外已用于IgG

的纯化及临床检测。（三）穿过胎盘和黏膜人IgG穿过胎盘；IgA经粘膜上皮细胞进入消化道及呼吸道。第四节免疫球蛋白的异质性（heterogeneity）

异质性即：免疫球蛋白分子的不均一性可表现为：（三方面）1.不同抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性不同，其重、轻链类型有差异；2.不同抗原表位诱生的同一类型的Ig，其识别抗原的特异性不同；3.同一抗原表位诱生不同类型的Ig，其识别抗原的特异性相同，但重、轻链类型不同。一、免疫球蛋白的类型（一）类五类（二）亚类（三）型两型（四）亚型二、外源因素所致的异质性——Ig的多样性多样性的抗原诱生出多样性的抗体。三、内源因素所致的异质性——Ig的血清型（一）同种型（isotype）

同一种属所有个体的Ig共有的抗原特异性标志。为种属型标志，存在于IgC区。（二）同种异型（alltype）同一种属内不同个体间的Ig所具有的不同抗原特异性标志，为个体性标志，存在于Ig的C区和V区。

（三）独特型（idiotype）同一个体体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同，其VH/VL超变区各自具备的独特型抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。Ig的独特型表位可在异种、同种异体及自身体内诱导产生相应的抗体称为抗独特型抗体。第五节人工制备的抗体

一、多克隆抗体

由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体产生多种针对不同表位的相应抗体（多克隆抗体）诱发多个B细胞克隆活化机体天然抗原（多个抗原表位）

二、单克隆抗体

(monoclonalantibody,McAb)

由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全相同的细胞群称为克隆（clone）。

由一个克隆B细胞产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体。又称第二代人工抗体。

优点：一是结构均一，特异性强；二是效价高，具有高度性。

单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的。原理：免疫小鼠的脾细胞（含大量B细胞）与同系小鼠骨髓瘤细胞融合，形成具有亲本细胞共同特点的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既有脾细胞产生特异性抗体的功能，又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。三、基因工程抗体由基因重组技术制备的抗体称为基