免疫球蛋白與抗體課件

第二章

抗體和免疫球蛋白第二章

抗體和免疫球蛋白1.抗體（antibody，Ab）①概念：

B細胞在抗原的刺激下分化為漿細胞，產生具有與相應抗原發(fā)生特異性結合反應的免疫球蛋白，稱為抗體。1.抗體（antibody，Ab）①概念：免疫球蛋白與抗體課件②存在部位：血清、其他體液或外分泌液中。將抗體介導的免疫稱為體液免疫。將含有抗體的血清稱為抗血清或免疫血清。③電泳區(qū)帶：大部分在γ區(qū)帶，故曾有γ球蛋白（或丙種球蛋白）之稱。②存在部位：2.免疫球蛋白具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。Ig=Ab+化學結構類似物Ab=IgIg≠Ab2.免疫球蛋白具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白與抗體課件免疫球蛋白的存在形式

BCR（B細胞受體)

－膜型mIg

抗體－分泌型免疫球蛋白的存在形式第一節(jié)：免疫球蛋白的結構

由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構成的單體。形成一“Y”字形結構。

一、免疫球蛋白的基本結構免疫球蛋白的基本結構免疫球蛋白的其它結構結構重鏈輕鏈第一節(jié)：免疫球蛋白的結構由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構（一）重鏈與輕鏈1.重鏈（heavychain，H鏈）450～550個氨基酸殘基，分子量約50～75kD。2.輕鏈（lihgtchain,L鏈）輕鏈為重鏈的1/2，約由214個氨基酸殘基組成。根據輕鏈的不同，分為：

κ（kappa卡帕）

λ（lambda

蘭布達）兩型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig單體結構中，兩條重鏈同類，兩條輕鏈同型。（一）重鏈與輕鏈2.輕鏈（lihgtchain,L鏈）氨基酸端N羧基端

C氨基酸端N羧基端C根據Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即：分四個亞類分兩個亞類根據Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即：分四個亞類分兩個免疫球蛋白與抗體課件

（二）可變區(qū)和恒定區(qū)（二）可變區(qū)和恒定區(qū)1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）近N端的1/2L鏈和1/4（或1/5）H鏈，氨基酸的組成及序列變化較大，而得名。⑴超變區(qū)（hypervariableregion，HVR）V區(qū)內變化最為劇烈的特定部位。L鏈3個，H鏈3個。因其在空間結構上可與抗原決定簇形成精密的互補，故又稱互補性決定區(qū)（complementaritydetermingregion，CDR）1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）或稱CDR骨架區(qū)FR或稱CDR骨架區(qū)FR免疫球蛋白與抗體課件不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點，也稱為Ig分子的獨特型或獨特型決定簇。超變區(qū)、互補性決定區(qū)和獨特型決定簇指的是Ig分子中的同一結構部位，只是從不同的角度闡述而已。不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）Ig分子V區(qū)超變區(qū)之外的部位，其氨基酸組成及排列相對保守。作用：主要是穩(wěn)定CDR的空間構型，以利IgCDR與抗原表位精細的特異性結合。2.恒定區(qū)（constantregion，C區(qū)）近C端的1/2L鏈及3/4（或4/5）H鏈。氨基酸組成在同一物種的同一類Ig中相對穩(wěn)定。⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）2.恒定區(qū)

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由鏈內二硫鍵連接Ig分子可經β片層折疊形成的若干個具有特定功能的球形結構域，稱為Ig的功能區(qū)或結構域。

（1）功能區(qū)的名稱

L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE）

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由免疫球蛋白與抗體課件超變區(qū)互補區(qū)骨架可變區(qū)恒定區(qū)補體結合點Fc段受體結合點超變區(qū)骨架可變區(qū)恒定區(qū)補體結合點Fc段受體結合點（2）功能區(qū)的功能1.VL和VH是抗原結合的部位（FV區(qū)）。2.CL和CH1上具有同種異型的遺傳標記。3.IgG的CH2和IgM的CH3補體結合單位，具有補體固有成分C1q的結合點，參與激活補體系統(tǒng)。4.CH3/CH4具有結合包括單核細胞、巨噬細胞、粒細胞、B細胞、NK細胞等細胞的Fc段受體的功能。5.IgG的CH2+CH3具有介導IgG通過胎盤的特性。6.IgE的CH2和CH3可與肥大細胞和嗜鹼性粒細胞結合（2）功能區(qū)的功能絞鏈區(qū)（hingeregion）

位于CH1～CH2之間。富含脯氨酸，對蛋白酶敏感，易伸展彎曲。

作用：1.彎曲利于V區(qū)與不同距離的抗原表位結合。

2.使Ig分子發(fā)生“T”“Y”的構型改變，暴露補體結合位點。絞鏈區(qū)（hingeregion）免疫球蛋白與抗體課件免疫球蛋白與抗體課件“T”“Y”“T”“Y”三、免疫球蛋白的其他結構1.J鏈（jioningchain，J鏈）

由漿細胞合成的多肽鏈。主要作用：在H鏈的羧基端將Ig單體連接成雙體或多聚體，起穩(wěn)定多聚體結構及參與體內運轉的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮細胞合成的多肽鏈。是分泌型IgA（sIgA）的結構成分。作用：保護sIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介導多聚IgA向粘膜上皮外主動輸送的作用。三、免疫球蛋白的其他結構2.分泌片（secretorypi免疫球蛋白與抗體課件四、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二個相同的單價抗原結合片 段（Fab段）一個可結晶片段（Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特異性結合抗原的功能。Fc段保留了同種型抗原性和Ig相應功能區(qū)的生物學活性。四、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用二個相在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈1.有利于闡明Ig的結構及生物活性2.有利于生物制品的生產和純化，避免超敏反應的發(fā)生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個與抗原雙價結合的F（ab’）2段小分子多肽碎片（pFc’）（無生物學活性）IgG1.有利于闡明Ig的結構及生物活性（二）胃蛋白酶的水解作用胃第二節(jié)

抗體的生物學作用一、IgV區(qū)的功能——特異性結合抗原

Ig可特異性識別、結合抗原。V區(qū)的CDR在識別和結合特異性抗原中起決定性作用。Ig的V區(qū)與抗原結合后，可通過其C區(qū)發(fā)揮作用，V區(qū)本身也可中和毒素或阻斷病原入侵。二、C區(qū)的功能 激活補體

IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通過經典途徑激活補體，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通過替代途徑激活補體。第二節(jié)

抗體的生物學作用一、IgV區(qū)的功能——特異性結合抗原與細胞表面Fc受體結合1.調理呑噬作用：促進吞噬細胞的吞噬作用。2.發(fā)揮抗體依賴的細胞介導的的細胞毒作用（ADCC）3.介導Ⅰ型超敏反應穿過胎盤和黏膜人IgG穿過胎盤；IgA經粘膜上皮細胞進入消化道及呼吸道。免疫調節(jié)作用抗體對免疫應答有正、負調節(jié)作用。與細胞表面Fc受體結合3.介導Ⅰ型超敏反應第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性一、IgG

1.單體。血清中含量最高。可分為四個亞類，各亞類的生物學活性有差異。2.主要的抗感染抗體。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫調理及ADCC作用。3.唯一通過胎盤的抗體，在新生兒被動免疫中著重要的作用。4.半衰期約20～23天。治療用的丙球的主要成分為IgG（有人工被動免疫作用）。5.可結合SPA，以純化抗體，用于免疫診斷。6.某些自身抗體可引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反應的抗體屬此類。第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性一、IgG免疫球蛋白與抗體課件二、IgM1.IgM在細胞上為單體形式（膜型mIgM）、在血清中為五聚體形式。又稱巨球蛋白。因不能通過血管壁，故主要在血液中2.個體發(fā)育中合成最早的Ig。胎兒發(fā)育晚期即可合成，母體的IgM不能通過胎盤，所以臍帶血中檢出IgM提示宮內感染。3.IgM是免疫應答過程中最早出現(xiàn)的抗體，半衰期較短，有助于感染性疾病的早期診斷。4.天然的血型抗體。5.激活補體和免疫調理作用較IgG強,中和毒素和抗病毒的能力低于IgG。二、IgM

J鏈IgM抗體結構分泌型IgM膜型IgMmIgM

IgaIgbIgaIgbsIgMJ鏈IgM抗體

三、IgA1.有血清型(IgA)和分泌型（sIgA）（分兩型）2.血清型IgA主要存在于血清中，多為單體分子占血清免疫球蛋白的10%--20%3.分泌型IgA（sIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量較高。4.sIgA的分子結構中有J鏈鏈接而成的二聚體和分泌片組成。5.sIgA是人分泌和黏膜免疫中的主要抗體，是腸道、呼吸道、尿道、乳汁及眼淚中最豐富的免疫球蛋白，其抵御呼吸道和消化道感染起到了很重要的作用。

三、IgA四、IgE1.血清中含量最低。2.對肥大細胞及嗜堿性粒細胞有高度的親和力。與Ⅰ型超敏反應的發(fā)生有關。3.可能與機體抗寄生蟲免疫有關。五、IgD

1.血清含量極低。

2.對蛋白酶敏感，極易降解。四、IgE五大類免疫球蛋白特性比較（1）五大類免疫球蛋白特性比較（1）五大類免疫球蛋白特性比較（2）五大類免疫球蛋白特性比較（2）第四節(jié)抗體的制備

一、多克隆抗體(PcAb—pAb)

由多個克隆細胞產生的多種抗體的混合物即多克隆抗體，也稱第一代人工抗體產生多種針對不同表位的相應抗體（多克隆抗體）誘發(fā)多個B細胞克隆活化機體

天然抗原（多個抗原表位）第四節(jié)抗體的制備產生多種針對不同表位的相應抗體誘發(fā)多個B細

二、單克隆抗體

(McAb或mAb)

由一個始祖細胞分化、增殖所產生的遺傳性狀完全相同的細胞群稱為克隆。由一個克隆B細胞產生的、只作用于單一抗原表位的高度特異性抗體稱為單克隆抗體。又稱第二代人工抗體。

優(yōu)點：特異性強；效價高；具有高度的均一性。

單克隆抗體是用雜交瘤技術制備的。二、單克隆抗體(McAb或mAb)

原理： 免疫小鼠的脾細胞（含大量B細胞）與同系小鼠骨髓瘤細胞融合，形成具有親本細胞共同特點的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既有脾細胞產生特異性抗體的功能，又有瘤細胞可長期在體外傳代培養(yǎng)的特點。

骨髓瘤細胞—

無限增殖；免疫B細胞—

合成、分泌 特異性抗體。

雜交瘤細胞：骨髓瘤細胞—無限增殖；雜交瘤細胞：三、基因工程抗體由基因重組技術制備的抗體稱為基因工程抗體，也稱第三代抗體。原理：借助DNA重組和蛋白質工程技術，在基因水平上對編碼免疫球蛋白分子的基因進行切割、拼接或修飾，構成新的抗體分子。

人-鼠嵌合抗體人源性抗體完全人源化抗體單鏈抗體雙特異性抗體三、基因工程抗體人-鼠嵌合抗體復習：1、免疫球蛋白的結構(基本結構、水解片斷)2、免疫球蛋白的功能（V、C區(qū)功能）3、各類免疫球蛋白的特點和功能關鍵詞：

Ig、Ab、HVR、McAb、基因工程抗體熟悉人工制備抗體的主要方法。復習：THEENDTHEEND第二章

抗體和免疫球蛋白第二章

抗體和免疫球蛋白1.抗體（antibody，Ab）①概念：

B細胞在抗原的刺激下分化為漿細胞，產生具有與相應抗原發(fā)生特異性結合反應的免疫球蛋白，稱為抗體。1.抗體（antibody，Ab）①概念：免疫球蛋白與抗體課件②存在部位：血清、其他體液或外分泌液中。將抗體介導的免疫稱為體液免疫。將含有抗體的血清稱為抗血清或免疫血清。③電泳區(qū)帶：大部分在γ區(qū)帶，故曾有γ球蛋白（或丙種球蛋白）之稱。②存在部位：2.免疫球蛋白具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。Ig=Ab+化學結構類似物Ab=IgIg≠Ab2.免疫球蛋白具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白與抗體課件免疫球蛋白的存在形式

BCR（B細胞受體)

－膜型mIg

抗體－分泌型免疫球蛋白的存在形式第一節(jié)：免疫球蛋白的結構

由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構成的單體。形成一“Y”字形結構。

一、免疫球蛋白的基本結構免疫球蛋白的基本結構免疫球蛋白的其它結構結構重鏈輕鏈第一節(jié)：免疫球蛋白的結構由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構（一）重鏈與輕鏈1.重鏈（heavychain，H鏈）450～550個氨基酸殘基，分子量約50～75kD。2.輕鏈（lihgtchain,L鏈）輕鏈為重鏈的1/2，約由214個氨基酸殘基組成。根據輕鏈的不同，分為：

κ（kappa卡帕）

λ（lambda

蘭布達）兩型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig單體結構中，兩條重鏈同類，兩條輕鏈同型。（一）重鏈與輕鏈2.輕鏈（lihgtchain,L鏈）氨基酸端N羧基端

C氨基酸端N羧基端C根據Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即：分四個亞類分兩個亞類根據Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即：分四個亞類分兩個免疫球蛋白與抗體課件

（二）可變區(qū)和恒定區(qū)（二）可變區(qū)和恒定區(qū)1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）近N端的1/2L鏈和1/4（或1/5）H鏈，氨基酸的組成及序列變化較大，而得名。⑴超變區(qū)（hypervariableregion，HVR）V區(qū)內變化最為劇烈的特定部位。L鏈3個，H鏈3個。因其在空間結構上可與抗原決定簇形成精密的互補，故又稱互補性決定區(qū)（complementaritydetermingregion，CDR）1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）或稱CDR骨架區(qū)FR或稱CDR骨架區(qū)FR免疫球蛋白與抗體課件不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點，也稱為Ig分子的獨特型或獨特型決定簇。超變區(qū)、互補性決定區(qū)和獨特型決定簇指的是Ig分子中的同一結構部位，只是從不同的角度闡述而已。不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）Ig分子V區(qū)超變區(qū)之外的部位，其氨基酸組成及排列相對保守。作用：主要是穩(wěn)定CDR的空間構型，以利IgCDR與抗原表位精細的特異性結合。2.恒定區(qū)（constantregion，C區(qū)）近C端的1/2L鏈及3/4（或4/5）H鏈。氨基酸組成在同一物種的同一類Ig中相對穩(wěn)定。⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）2.恒定區(qū)

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由鏈內二硫鍵連接Ig分子可經β片層折疊形成的若干個具有特定功能的球形結構域，稱為Ig的功能區(qū)或結構域。

（1）功能區(qū)的名稱

L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE）

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由免疫球蛋白與抗體課件超變區(qū)互補區(qū)骨架可變區(qū)恒定區(qū)補體結合點Fc段受體結合點超變區(qū)骨架可變區(qū)恒定區(qū)補體結合點Fc段受體結合點（2）功能區(qū)的功能1.VL和VH是抗原結合的部位（FV區(qū)）。2.CL和CH1上具有同種異型的遺傳標記。3.IgG的CH2和IgM的CH3補體結合單位，具有補體固有成分C1q的結合點，參與激活補體系統(tǒng)。4.CH3/CH4具有結合包括單核細胞、巨噬細胞、粒細胞、B細胞、NK細胞等細胞的Fc段受體的功能。5.IgG的CH2+CH3具有介導IgG通過胎盤的特性。6.IgE的CH2和CH3可與肥大細胞和嗜鹼性粒細胞結合（2）功能區(qū)的功能絞鏈區(qū)（hingeregion）

位于CH1～CH2之間。富含脯氨酸，對蛋白酶敏感，易伸展彎曲。

作用：1.彎曲利于V區(qū)與不同距離的抗原表位結合。

2.使Ig分子發(fā)生“T”“Y”的構型改變，暴露補體結合位點。絞鏈區(qū)（hingeregion）免疫球蛋白與抗體課件免疫球蛋白與抗體課件“T”“Y”“T”“Y”三、免疫球蛋白的其他結構1.J鏈（jioningchain，J鏈）

由漿細胞合成的多肽鏈。主要作用：在H鏈的羧基端將Ig單體連接成雙體或多聚體，起穩(wěn)定多聚體結構及參與體內運轉的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮細胞合成的多肽鏈。是分泌型IgA（sIgA）的結構成分。作用：保護sIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介導多聚IgA向粘膜上皮外主動輸送的作用。三、免疫球蛋白的其他結構2.分泌片（secretorypi免疫球蛋白與抗體課件四、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二個相同的單價抗原結合片 段（Fab段）一個可結晶片段（Fc段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特異性結合抗原的功能。Fc段保留了同種型抗原性和Ig相應功能區(qū)的生物學活性。四、免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用二個相在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近N端切斷重鏈在絞鏈區(qū)近C端切斷重鏈1.有利于闡明Ig的結構及生物活性2.有利于生物制品的生產和純化，避免超敏反應的發(fā)生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個與抗原雙價結合的F（ab’）2段小分子多肽碎片（pFc’）（無生物學活性）IgG1.有利于闡明Ig的結構及生物活性（二）胃蛋白酶的水解作用胃第二節(jié)

抗體的生物學作用一、IgV區(qū)的功能——特異性結合抗原

Ig可特異性識別、結合抗原。V區(qū)的CDR在識別和結合特異性抗原中起決定性作用。Ig的V區(qū)與抗原結合后，可通過其C區(qū)發(fā)揮作用，V區(qū)本身也可中和毒素或阻斷病原入侵。二、C區(qū)的功能 激活補體

IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通過經典途徑激活補體，凝聚的IgA、IgG4和IgE可通過替代途徑激活補體。第二節(jié)

抗體的生物學作用一、IgV區(qū)的功能——特異性結合抗原與細胞表面Fc受體結合1.調理呑噬作用：促進吞噬細胞的吞噬作用。2.發(fā)揮抗體依賴的細胞介導的的細胞毒作用（ADCC）3.介導Ⅰ型超敏反應穿過胎盤和黏膜人IgG穿過胎盤；IgA經粘膜上皮細胞進入消化道及呼吸道。免疫調節(jié)作用抗體對免疫應答有正、負調節(jié)作用。與細胞表面Fc受體結合3.介導Ⅰ型超敏反應第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性一、IgG

1.單體。血清中含量最高?？煞譃樗膫€亞類，各亞類的生物學活性有差異。2.主要的抗感染抗體。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫調理及ADCC作用。3.唯一通過胎盤的抗體，在新生兒被動免疫中著重要的作用。4.半衰期約20～23天。治療用的丙球的主要成分為IgG（有人工被動免疫作用）。5.可結合SPA，以純化抗體，用于免疫診斷。6.某些自身抗體可引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反應的抗體屬此類。第三節(jié)各類免疫球蛋白的特性一、IgG免疫球蛋白與抗體課件二、IgM1.IgM在細胞上為單體形式（膜型mIgM）、在血清中為五聚體形式。又稱巨球蛋白。因不能通過血管壁，故主要在血液中2.個體發(fā)育中合成最早的Ig。胎兒發(fā)育晚期即可合成，母體的IgM不能通過胎盤，所以臍帶血中檢出IgM提示宮內感染。3.IgM是免疫應答過程中最早出現(xiàn)的抗體，半衰期較短，有助于感染性疾病的早期診斷。4.天然的血型抗體。5.激活補體和免疫調理作用較IgG強,中和毒素和抗病毒的能力低于IgG。二、IgM

J鏈IgM抗體結構分泌型IgM膜型IgMmIgM

IgaIgbIgaIgbsIgMJ鏈IgM抗體

三、IgA1.有血清型(IgA)和分泌型（sIgA）（分兩型）2.血清型IgA主要存在于血清中，多為單體分子占血清免疫球蛋白的10%--20%3.分泌型IgA（sIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量較高。4.sIgA的分子結構中有J鏈鏈接而成的二聚體和分泌片組成。5.sIgA是人分泌和黏膜免疫中的主要抗體，是腸道、呼吸道、尿