免疫球蛋白及其超家族課件

第一章免疫球蛋白及其超家族第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能第四節(jié)單克隆抗體及基因工程抗體第五節(jié)免疫球蛋白超家族的組成和特點(diǎn)1整理課件第一章免疫球蛋白及其超家族第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)1整理第一節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與特性

免疫球蛋白是一類其分子結(jié)構(gòu)和功能研究得最為清楚的免疫分子。關(guān)于免疫球蛋白分子的結(jié)構(gòu)和功能的研究是現(xiàn)代免疫學(xué)中的一大突破。盡管抗體的發(fā)現(xiàn)很早，但由于在血清中存在的抗體分子不均一，即有異質(zhì)性，故對(duì)其結(jié)構(gòu)的研究十分困難。自發(fā)現(xiàn)多發(fā)性骨髓瘤病人血清中含有均一的免疫球蛋白(單克隆Ig)后,在1959～1963年R.Porter和G.Edelman采用酶及還原劑消化和分離免疫球蛋白技術(shù),弄清了免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu),從而提出免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)模型。2整理課件第一節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與特性免疫球蛋白是一類其分3整理課件3整理課件4整理課件4整理課件一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)

五類免疫球蛋白—IgG，IgM，IgA，IgE，IgD的單體分子結(jié)構(gòu)都是相似的，即是由兩條相同的重鏈(heavychain,H鏈)和兩條相同的輕鏈(lightchain,L鏈)四條肽鏈構(gòu)成的“Y”字形的分子。IgG,IgE,血清型IgA,IgD均是以單體分子形式存在的,IgM是以五個(gè)單體分子構(gòu)成的五聚體,分泌型的IgA是以二個(gè)單體構(gòu)成的二聚體。5整理課件一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)五類免疫球蛋白—IgG，IgM，I(一)重鏈(heavychain,

H鏈)重鏈大約是由420～440個(gè)氨基酸組成，分子重大約為50000～77000，兩條重鏈之間由一對(duì)或一對(duì)以上的二硫鍵(-S-S-)互相連接。重鏈從氨基端(N端)開始最初的110個(gè)氨基酸(約占整個(gè)重鏈的1/4)的排列順序以及結(jié)構(gòu)是隨抗體分子的特異性不同而有所變化,這一區(qū)域稱為重鏈的可變區(qū)(variableregion,簡稱V區(qū)),它賦予抗體以特異性。在重鏈的可變區(qū)(VH)內(nèi)部,有四個(gè)區(qū)域的氨基酸最易發(fā)生變化,稱為高(超)變區(qū)(hypervariableregion),氨基酸殘基位置分別位于31～37,51～58,84～91,101～110,其余的氨基酸變化較小,稱為骨架區(qū)(frameworkregions)。6整理課件(一)重鏈(heavychain,H鏈)重鏈大約是由4重鏈（2）其余的氨基酸(占重鍵的3/4)數(shù)量、種類、排列順序及含糖量都比較穩(wěn)定,稱為穩(wěn)(恒)定區(qū)(constantregion,簡稱C區(qū))。免疫球蛋白的重鏈有五種類型-γμαεδ,由此決定了免疫球蛋白的類型,即IgG,IgM,IgA,IgE,IgD的重鏈分別為γμαεδ。因此同一種動(dòng)物,不同種類免疫球蛋白的差別就是由重鏈所決定的。7整理課件重鏈（2）其余的氨基酸(占重鍵的3/4)數(shù)量、種類、排列順序(二)輕鏈(lightchain,

L鏈)輕鏈?zhǔn)怯?13～214個(gè)氨基酸組成，分子量約為22500。兩條相同的輕鏈其羧基端(C端)靠二硫鍵分別與兩條重鏈連接。輕鏈從氨基端開始最初的109個(gè)氨基酸(約占輕鏈的1/2)的排列順序以及結(jié)構(gòu)是隨抗體分子的特異性變化而有差異,稱為輕鏈的可變區(qū)(variableregion,V區(qū)),與重鏈的可變區(qū)相對(duì)應(yīng),構(gòu)成抗體分子的原結(jié)合部位,其余的氨基酸比較穩(wěn)定,稱為輕鏈的恒定區(qū)(constantregion,C區(qū))。8整理課件(二)輕鏈(lightchain,L鏈)輕鏈?zhǔn)怯?139整理課件9整理課件(三)免疫球蛋白的功能區(qū)(domainofimmunoglobulin)免疫球蛋白的多肽鏈分子可折疊形成幾個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接成的環(huán)狀球形結(jié)構(gòu)，這些球形結(jié)構(gòu)稱為免疫球蛋白的功能區(qū)(domain)。IgG,IgA,IgD的重鏈有四個(gè)功能區(qū),其中有一個(gè)功能區(qū)在可變區(qū),其余的在恒定區(qū),分別稱為VH.CH1,CH2,CH3；IgM和lgE有五個(gè)功能區(qū),即多了一個(gè)CH4。輕鏈則有兩個(gè)功能區(qū),即VL和CL,分別位于可變區(qū)和恒定區(qū)。免疫球蛋白的每一個(gè)功能區(qū)都是由約110個(gè)氨基酸殘基組成。

10整理課件(三)免疫球蛋白的功能區(qū)(domainofimmunog1.VH-VL這是抗體分子結(jié)合抗原的所在部位。2.CH1-CL為遺傳標(biāo)志所在。3.CH2為抗體分子的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn),與補(bǔ)體的活化有關(guān)。4.CH3與抗體的親細(xì)胞性有關(guān),IgG同一些免疫細(xì)胞的Fc受體結(jié)合就是這個(gè)部位。免疫球蛋白的這些功能區(qū)雖然功能不同，但其結(jié)構(gòu)上卻具有明顯的相似性，即同源性(homology),故又稱免疫球蛋白的同源區(qū)。這種結(jié)構(gòu)上的相似性提示這些功能區(qū)最初可能是由單一基因編碼,通過基因復(fù)制和突變而衍生進(jìn)化而成。11整理課件1.VH-VL這是抗體分子結(jié)合抗原的所在部位。11整理課件在輕鏈的可變區(qū)(VL)內(nèi)部有三個(gè)高變區(qū),氨基酸殘基位置分別位于26～32,48～55,90～95,這三個(gè)部位的氨基酸變化特別大。其余的氨基酸變化較小,稱為骨架區(qū)。免疫球蛋白的輕鏈根據(jù)其結(jié)構(gòu)和抗原性的不同可分為K(Kappa)型和λ(Lambda)型兩個(gè)型,各類免疫球蛋白的輕鏈都是相同的,而各類免疫球蛋白都有K型和λ型兩型輕鏈分子。型和λ型輕鏈的差別主要表現(xiàn)在C區(qū)氨基酸組成和結(jié)構(gòu)的不同,因而抗原性不同,這也是輕鏈分型的依據(jù)。12整理課件在輕鏈的可變區(qū)(VL)內(nèi)部有三個(gè)高變區(qū),氨基酸殘基位置分別位13整理課件13整理課件Ig的絞鏈區(qū)在兩條重鏈之間二硫鍵連接處附近的重鏈恒定區(qū),即CH1與CH2之間大約30個(gè)氨基酸殘基的區(qū)域?yàn)槊庖咔虻鞍椎慕g鏈區(qū)(hingeregion),由2～5個(gè)鏈間二硫鍵、CH1尾部和CH2頭部的小段肽鏈構(gòu)成。此部位與抗體分子的構(gòu)型變化有關(guān),當(dāng)抗體與抗原結(jié)合時(shí),該區(qū)可轉(zhuǎn)動(dòng),以便一方面使可變區(qū)的抗原結(jié)合點(diǎn)盡量與抗原結(jié)合,可與不同距離的兩個(gè)抗原表位結(jié)合,起彈性和調(diào)節(jié)作用;另一方面可使抗體分子變構(gòu),使其補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)暴露出來。免疫球蛋白的絞鏈區(qū)具有堅(jiān)韌性,這與該部位含較多脯氨酸殘基有關(guān)14整理課件Ig的絞鏈區(qū)在兩條重鏈之間二硫鍵連接處附近的重鏈恒定區(qū),即C15整理課件15整理課件二免疫球蛋白的微細(xì)結(jié)構(gòu)

1.輕鏈結(jié)構(gòu)所有抗體的輕鏈都可分成兩類或兩個(gè)同型，K(Kappa)型和λ(Lambda)。每一輕鏈都形成V區(qū)和C區(qū)，各大約110個(gè)氨基酸。在V區(qū)，有3個(gè)超變區(qū)，分別為CDR1,CDR2和CDR3,每一個(gè)大約10個(gè)氨基酸，其中CDR3最可變。不同抗體分子的CDR之間序列的不同，引起了突起并具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)。16整理課件二免疫球蛋白的微細(xì)結(jié)構(gòu)

1.輕鏈結(jié)構(gòu)所有抗體的輕鏈都可2.重鏈結(jié)構(gòu)同輕鏈一樣，重鏈殘基變異最大的區(qū)域也集中于CDR1,CDR2和CDR3。所有重鏈都可以表達(dá)成兩種分子形式，區(qū)別在于最后一個(gè)CH功能的近羧基端氨基酸序列的不同。血漿中的分泌抗體：末端帶電的和親水的氨基酸殘基。膜抗體：包含大約26個(gè)不帶電的親水側(cè)鏈后跟著數(shù)目不等的帶電氨基酸形成胞質(zhì)片段。親水殘基形成a-螺旋，穿過膜脂質(zhì)雙層的親水部分；氨基酸堿性側(cè)鏈與膜表面的磷脂群相互作用。17整理課件2.重鏈結(jié)構(gòu)同輕鏈一樣，重鏈殘基變異最大的區(qū)域也集中于CD尾片：重鏈μ和α的分泌形式在近羧基端的最后一個(gè)CH功能區(qū)有一附加的延伸的非球形序列，稱之。連接鏈（J）：為一附加的15KD多肽。以二硫鍵連接尾片，形成穩(wěn)定的多聚體，如IgM的五聚體，IgA的二聚體。所有的重鏈都有糖基化的N端，即含有與天冬氨酸側(cè)鏈相連的N連接的寡糖基團(tuán)。18整理課件尾片：重鏈μ和α的分泌形式在近羧基端的最后一個(gè)CH功能區(qū)有back19整理課件back19整理課件3.重鏈與輕鏈的連接重鏈與輕鏈間的相互作用包括共價(jià)連接和非共價(jià)連接。共價(jià)連接存在于以二硫鍵連接的輕鏈羧基端和重鏈CH1區(qū)；非共價(jià)連接主要來自于CL區(qū)與CH1區(qū)以及VL與VH之間的疏水作用。20整理課件3.重鏈與輕鏈的連接重鏈與輕鏈間的相互作用包括共價(jià)連接和二抗體分子與抗原的結(jié)合生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征抗體與抗原結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力21整理課件二抗體分子與抗原的結(jié)合生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征21整理課件一生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征磷脂或磷脂多糖復(fù)合物：抗原決定簇完全具有大分子共價(jià)結(jié)構(gòu)的功能蛋白質(zhì)：相鄰的氨基酸殘基形成的表位稱為線形決定簇。長度大約6個(gè)氨基酸。大多數(shù)情況下，自然狀態(tài)下的線形決定簇不能與抗體結(jié)合，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性的時(shí)候才能結(jié)合。線形氨基酸序列不同部位的氨基酸殘基通過折疊形成空間結(jié)構(gòu)，稱為構(gòu)象決定簇。22整理課件一生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征磷脂或磷脂多糖復(fù)合物：抗原決定簇完23整理課件23整理課件針對(duì)某一線性決定簇和構(gòu)象決定簇的特異性抗體可用來確定某一蛋白處于變性狀態(tài)還是自然狀態(tài)。蛋白質(zhì)可能傾向于共價(jià)修飾，如磷酸化或特異性的蛋白裂解，改變共價(jià)結(jié)構(gòu)，可產(chǎn)生新的抗原表位。（圖）大分子物質(zhì)可形成多個(gè)抗原決定簇。如蛋白質(zhì)由單體構(gòu)成，具有多價(jià)性，可與一個(gè)抗體上的多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)或多個(gè)抗體結(jié)合。24整理課件針對(duì)某一線性決定簇和構(gòu)象決定簇的特異性抗體可用來確定某一蛋白二抗原與抗體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不同抗原特異性抗體的VL和VH不同，變化多位于超變區(qū)內(nèi)。超變區(qū)中的變化，既可通過自發(fā)突變，也可通過特異性點(diǎn)突變產(chǎn)生，最終改變抗原結(jié)合的特異性。晶體衍射分析顯示，形成伸展的環(huán)，暴露在抗體的表面，與抗原發(fā)生作用?？乖贵w晶體衍射分析顯示，超變區(qū)氨基酸能與抗原緊密結(jié)合。CDR3結(jié)合最緊密且變異最大。25整理課件二抗原與抗體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不同抗原特異性抗體的VL和VH三抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力親和力或結(jié)合力：在抗原抗體反應(yīng)體系中，如果抗體比抗原的濃度低的多，那么在平衡時(shí)抗體分子結(jié)合抗原的比率取決于抗原分子的濃度和抗原抗體結(jié)合的強(qiáng)度。在這一狀態(tài)下，能使一半的抗原形成復(fù)合物，而另一半游歷狀態(tài)的抗原濃度可衡量結(jié)合力或親和力的大小?？乖瓭舛纫泽w積摩爾濃度測(cè)定，稱為相互作用的解離常數(shù)（Kd),Kd越小，親和力越大。26整理課件三抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力親和力或結(jié)合力：在抗原抗在天然的血清中，含有某一特殊抗原而具有不同親和力的抗體混合物中，主要依靠CDR準(zhǔn)確的氨基酸序列。親和力的成熟：一個(gè)抗體分子的平均親和力可通過重復(fù)免疫而增強(qiáng)。親合力：所有位點(diǎn)結(jié)合力的總和稱為親合力。27整理課件在天然的血清中，含有某一特殊抗原而具有不同親和力的抗體混合物第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)

一.抗體庫的多樣性抗體庫：每一個(gè)體能產(chǎn)生抗體特異性的總和。初級(jí)抗體庫：個(gè)體在對(duì)不同抗原初次免疫應(yīng)答中產(chǎn)生的所有抗體的總和。這取決于免疫之前就存在并表達(dá)明確抗原特異性膜Ig分子的B細(xì)胞克隆數(shù)目，每一個(gè)體估計(jì)有約109或更多。28整理課件第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)

一.抗體庫的二B淋巴細(xì)胞的成熟前B細(xì)胞：胞質(zhì)中出現(xiàn)重鏈

μδ（包括V區(qū)和C區(qū)），與一種非免疫球蛋白結(jié)合，該蛋白的作用是防止新合成的μ鏈降解和促進(jìn)膜免疫球蛋白的合成。不成熟的B細(xì)胞：合成K和λ鏈，與重鏈結(jié)合，組裝成IgM,暴露于細(xì)胞表面，作為抗原的特異受體。受抗原刺激后，不能增殖和分化。一旦遇到抗原（多為自身抗原），就會(huì)產(chǎn)生不反應(yīng)性或耐受性。

29整理課件二B淋巴細(xì)胞的成熟前B細(xì)胞：胞質(zhì)中出現(xiàn)重鏈μδ（包括一旦一個(gè)B細(xì)胞合成出一種完整的重鏈和輕鏈，就不能再產(chǎn)生另外一種帶有不同V區(qū)的重鏈和輕鏈。成熟的B細(xì)胞：進(jìn)入外周血液循環(huán)和淋巴組織，膜上帶有IgM和IgD,具有相同的V區(qū)和抗原特異性，對(duì)抗原刺激能產(chǎn)生應(yīng)答。有些B細(xì)胞并不表達(dá)IgD。除非遇到抗原刺激，否則經(jīng)過3-4天的半衰期后死亡。激活的B細(xì)胞：成熟的B細(xì)胞遇到抗原刺激后形成的。細(xì)胞發(fā)生增殖和分化，分泌性Ig增多，而膜Ig減少，并表達(dá)γαε。一部分不分泌抗體，形成記憶細(xì)胞。30整理課件一旦一個(gè)B細(xì)胞合成出一種完整的重鏈和輕鏈，就不能再產(chǎn)生另外一漿細(xì)胞：產(chǎn)生高水平分泌Ig，建立初次和再次的免疫應(yīng)答。親和力成熟：盡管每一B細(xì)胞克隆的成員都表達(dá)同樣的V區(qū)，但當(dāng)對(duì)抗原應(yīng)答時(shí)也會(huì)發(fā)生抗體V區(qū)精細(xì)的變化，特別是分泌性抗體和抗原特異性B細(xì)胞膜Ig的平均親和力在抗原刺激后隨之增加，并且再次應(yīng)答時(shí)明顯高于初次應(yīng)答，即親和力成熟。31整理課件漿細(xì)胞：產(chǎn)生高水平分泌Ig，建立初次和再次的免疫應(yīng)答。31整32整理課件32整理課件B細(xì)胞產(chǎn)生Ig的兩個(gè)特征每一B細(xì)胞克隆及其子代僅對(duì)一種抗原決定簇是特異的。在兩套親本的Ig等位基因中，只有一套在B細(xì)胞克隆的最早成熟時(shí)期表達(dá)，稱為等位基因排斥。這是B和T淋巴細(xì)胞抗原受體的共同特征。每一B細(xì)胞克隆只能產(chǎn)生一種K鏈或一種λ鏈，稱為親鏈同型排斥。33整理課件B細(xì)胞產(chǎn)生Ig的兩個(gè)特征每一B細(xì)胞克隆及其子代僅對(duì)一種抗原決三免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)免疫球蛋白（Ig）分子由IGK,IGL和IGH基因編碼。這些基因定位于不同的染色體。1965年Dreyer和Bennett提出假設(shè)認(rèn)為，Ig的V區(qū)和C區(qū)由分隔存在的基因所編碼，在淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中這兩個(gè)基因發(fā)生易位而重排在一起。1976年Hozumi和Tonegawa應(yīng)用DNA重組技術(shù)證實(shí)了這一假設(shè)。Tonegawa因在免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)研究方面有重大突破而獲1987年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。34整理課件三免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)免疫球蛋白（Ig）分子由IGK,IG35整理課件35整理課件（一）免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)

1.Ig重鏈可變區(qū)（V區(qū)）基因重鏈基因座位于14號(hào)染色體。V區(qū)基因由V、D、J三種基因片段經(jīng)重排后形成。編碼重鏈V區(qū)基因長約1000~2000kb，包括V、D、J三種基因片段。每個(gè)V基因片段上游有L基因片段，編碼約20-30個(gè)疏水性氨基酸的信號(hào)肽。36整理課件（一）免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)

1.Ig重鏈可變區(qū)（V區(qū)）基重鏈V基因片段：小鼠，可分為9個(gè)家族，每個(gè)家族含有2-60個(gè)成員不等，這些家族多為集散分布。人，共65個(gè)基因片段，至少有7個(gè)家族，各家族成員混雜分布。V基因片段編碼可變區(qū)約98個(gè)氨基酸殘基，包括CDR1和CDR2。重鏈D基因片段：D(diversity)是指多樣性。在Ig基因結(jié)構(gòu)中，DH基因片段在VH基因的3’端，D基因片段編碼重鏈V區(qū)大部分CDR3。人類DH片段有27個(gè)。重鏈J基因片段：J（joining）是指連接，是連接V和C基因的片段，位于DH基因的3’端。JH編碼約15-17個(gè)氨基酸殘基，包括重鏈V區(qū)CDR3中除DH編碼外的其余部分和第四骨架區(qū)。人有9個(gè)JH基因片段，其中6個(gè)有功能。37整理課件重鏈V基因片段：小鼠，可分為9個(gè)家族，每個(gè)家族含有2-60個(gè)2.Ig重鏈恒定區(qū)（C區(qū)）基因重鏈恒定區(qū)由多個(gè)外顯子組成，位于J基因片段的下游，相隔1.3kb，每個(gè)外顯子編碼一個(gè)結(jié)構(gòu)域，鉸鏈區(qū)由單獨(dú)的外顯子編碼。大多數(shù)分泌的Ig重鏈C端片段（尾端）是由最后一個(gè)CH外顯子的3’端編碼，而δ鏈的尾端由一個(gè)單獨(dú)的外顯子編碼。編碼膜IgC端區(qū)段（40-70aa）由1-2個(gè)附加的外顯子編碼，距編碼分泌型重鏈的最后一個(gè)外顯子的3’端至少1.4kb。小鼠CH基因約占2000kb,其外顯子從5’端到3’端排列是5’-Cμ-Cδ-

Cγ3

-Cγ1-Cγ2b-Cγ2a-Cε-

Cα-3’

。人CH基因功能片段有9個(gè)，排列為5’-Cμ-Cδ-Cγ3

-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα-3’

。38整理課件2.Ig重鏈恒定區(qū)（C區(qū)）基因重鏈恒定區(qū)由多個(gè)外顯子組成，3.Igλ鏈基因在人類，該基因座位于22號(hào)染色體，Vλ有30個(gè)，可分為Vλ1-

Vλ10十個(gè)家族，主要是Vλ1-

Vλ3，進(jìn)化上比較保守。與H鏈和λ鏈不同，Jλ和Cλ成對(duì)排列，4個(gè)Jλ和4個(gè)Cλ基因片段分別形成Jλ1-

Cλ1、Jλ2-Cλ2、Jλ3-

Cλ3

和Jλ4

-Cλ4。39整理課件3.Igλ鏈基因在人類，該基因座位于22號(hào)染色體，Vλ有34.IgK鏈基因人類該基因座位于2號(hào)染色體，VK基因片段有40個(gè)，編碼V區(qū)N端的1-95位氨基酸，包括CDR1,CDR2和部分CDR3。根據(jù)核苷酸同源性，VK可分為7個(gè)家族或亞群。JK基因位于VK基因的3’端，有5個(gè)片段，編碼V區(qū)靠近C端側(cè)的第96-108氨基酸。Ck只有一個(gè)，編碼C區(qū)（109-214）。所有K輕鏈具有同一結(jié)構(gòu)的c區(qū)。40整理課件4.IgK鏈基因人類該基因座位于2號(hào)染色體，VK基因片段有41整理課件41整理課件42整理課件42整理課件43整理課件43整理課件44整理課件44整理課件第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能

一.B細(xì)胞抗原受體的膜Ig抗原與表達(dá)在B細(xì)胞表面的膜受體(Ig)特異性結(jié)合和識(shí)別。研究表明，細(xì)胞表面Ig通過多價(jià)抗原發(fā)生的交聯(lián)導(dǎo)致B細(xì)胞激活。Ig分子超變區(qū)獨(dú)特的決定簇即獨(dú)特位，獨(dú)特位的集合構(gòu)成其獨(dú)特型?？躬?dú)特型抗體與反應(yīng)性淋巴細(xì)胞表面Ig連接，即可調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的強(qiáng)度。45整理課件第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能

一.B細(xì)胞抗原受體的膜I46整理課件46整理課件二.中和抗原的反應(yīng)毒素，藥物，病毒，細(xì)菌和一些寄生蟲通過結(jié)合到細(xì)胞表面特異性Ig而引起細(xì)胞損傷分泌性Ig由于異物上的抗原決定簇結(jié)合而阻礙損傷的發(fā)生，減輕毒性或炎癥過程。47整理課件二.中和抗原的反應(yīng)毒素，藥物，病毒，細(xì)菌和一些寄生蟲通過結(jié)三.Ig介導(dǎo)的特異性功能

1.IgG和IgM激活補(bǔ)體游離的IgG和IgM不能結(jié)合補(bǔ)體中的C1q,,因此補(bǔ)體系統(tǒng)不能被激活，C1q可與免疫復(fù)合物中的聚集的Fcγ結(jié)合。C1q通過IgG的Cγ2區(qū)發(fā)生相互作用，不同的IgG亞型觸發(fā)補(bǔ)體活化的能力不同，依次為IgG3>IgG1>IgG2,而IgG4則無此功能。分泌型IgM以多聚體存在，但C1q由于空間位阻的影響，不能與循環(huán)中IgM的三維結(jié)構(gòu)結(jié)合。但I(xiàn)gM結(jié)合到細(xì)胞表面能改變Ig的構(gòu)象，使C1q能與Fc片段結(jié)合。48整理課件三.Ig介導(dǎo)的特異性功能

1.IgG和IgM激活補(bǔ)體游2.IgG和IgM調(diào)理增強(qiáng)吞噬作用單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞都表達(dá)IgG分子的Fc段受體，至少有3種不同類型的Fc受體，每一種都對(duì)不同的IgG亞型有不同的親和力和選擇性。且白細(xì)胞表面三種IgG的的Fc受體都含有Ig樣區(qū)，同屬于Ig超家族成員。通過Fc受體，IgG分子結(jié)合或披覆于抗原顆粒上，結(jié)合的IgG就能增強(qiáng)細(xì)胞的吞噬作用，稱為調(diào)理作用。IgG1和IgG3調(diào)理作用最強(qiáng)。另外，補(bǔ)體C3b片段也可與白細(xì)胞的C3b受體結(jié)合，C3b有免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體產(chǎn)生，因此而產(chǎn)生間接的調(diào)理作用和增強(qiáng)吞噬作用。49整理課件2.IgG和IgM調(diào)理增強(qiáng)吞噬作用單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞都表50整理課件50整理課件51整理課件51整理課件3.IgG、IgE和IgA在抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）：在ADCC中，結(jié)合抗體主要是由白細(xì)胞上的低親和力Fcγ受體介導(dǎo)的。在NK細(xì)胞中，IgG具有兩種不同的功能。一是選擇性地殺傷結(jié)合IgG的靶細(xì)胞，而不殺傷未結(jié)合IgG的細(xì)胞。二是Fcγ受體的出現(xiàn)（可能是聚集）激活NK細(xì)胞，合成和分泌細(xì)胞因子如TNF和IFN-γ以及釋放顆粒，引起溶細(xì)胞作用。嗜酸性粒細(xì)胞能表達(dá)IgE或IgA抗體的Fc受體,引起ADCC,主要針對(duì)寄生蟲如蠕蟲。嗜酸性粒細(xì)胞中的堿性蛋白質(zhì)能殺死蠕蟲。52整理課件3.IgG、IgE和IgA在抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用53整理課件53整理課件54整理課件54整理課件4.IgE在超敏反應(yīng)中的作用肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表達(dá)高親和力的IgE分子的Fc段受體，該受體在缺乏抗原的情況下也能與IgE單體結(jié)合。特異性抗原能引起IgE分子及其聚集，從而導(dǎo)致肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞釋放炎性和血管活性介質(zhì)，合成脂源性介質(zhì)和細(xì)胞因子，引發(fā)速發(fā)性過敏反應(yīng)。55整理課件4.IgE在超敏反應(yīng)中的作用肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表達(dá)高親5.IgA介導(dǎo)的黏膜免疫IgA能選擇性地穿過腸或黏膜覆蓋器官的黏膜屏障。IgA總含量最高，但血漿中較少。器官的上皮細(xì)胞，能表達(dá)特異性二聚體IgA分子的Fc受體，稱為分泌蛋白或S蛋白，S蛋白能與上皮細(xì)胞基底面的IgA結(jié)合，結(jié)合的IgA通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)從細(xì)胞移動(dòng)到黏膜表面，發(fā)揮功能。56整理課件5.IgA介導(dǎo)的黏膜免疫IgA能選擇性地穿過腸或黏膜覆蓋器6.母體IgG在新生兒免疫中的作用母體的IgG穿過胎盤進(jìn)入胎兒循環(huán)中，而IgA由母體分泌到乳汁中，新生兒由腸道吸收至血液。57整理課件6.母體IgG在新生兒免疫中的作用母體的IgG穿過胎盤進(jìn)入7.IgG介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反饋抑制聚集的IgG或含IgG的抗原抗體復(fù)合物結(jié)合到B細(xì)胞表面的Fc受體上，可以抑制這些B細(xì)胞的激活，稱為抗體反饋。58整理課件7.IgG介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反饋抑制聚集的IgG或含IgG的抗第四節(jié)單克隆抗體

K?hler和Milstein在1975年建立了體外淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù),用人工的方法將產(chǎn)生特異性抗體的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,形成B細(xì)胞雜交瘤,這種雜交瘤細(xì)胞既具有骨髓瘤細(xì)胞無限繁殖的特性,又具有B細(xì)胞分泌特異性抗體的能力,由克隆化的B細(xì)胞雜交瘤所產(chǎn)生的抗體即為單克隆抗體。59整理課件第四節(jié)單克隆抗體K?hler和Milstein在1975一.單克隆抗體的生產(chǎn)過程B細(xì)胞的制備：純化抗原免疫Balb/c等純系小鼠，免疫2-3次，間隔2-4周，末次免疫后3-4天，取脾臟，制成103/ml的脾細(xì)胞懸液，為親本的B細(xì)胞。骨髓瘤細(xì)胞的制備：用與免疫相同來源的小鼠骨髓瘤細(xì)胞，其本身不分泌免疫球蛋白，且具有某種營養(yǎng)缺陷?？捎肧p2/0或NS-1,其缺少次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶（HGPRT酶），不能在HAT培養(yǎng)基上生長。培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期，細(xì)胞數(shù)達(dá)105-106/ml。60整理課件一.單克隆抗體的生產(chǎn)過程B細(xì)胞的制備：純化抗原免疫Balb飼養(yǎng)細(xì)胞的準(zhǔn)備：常用的細(xì)胞有小鼠胸腺細(xì)胞，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞等。其作用一是減少培養(yǎng)板對(duì)雜交瘤細(xì)胞的毒性，二是巨噬細(xì)胞能清除部分死亡的細(xì)胞。培養(yǎng)基選擇：常用HAT培養(yǎng)基，H為次黃嘌呤，T為胸腺嘧啶核苷，二者都是旁路合成DNA的原料，A是氨甲喋呤，是細(xì)胞合成DNA的阻斷劑。在該培養(yǎng)基中，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。細(xì)胞融合：將脾細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞按一定比例混合，加入融合劑（50%PEG4000）。依次用HAT,HT和完全DMEM培養(yǎng)。61整理課件飼養(yǎng)細(xì)胞的準(zhǔn)備：常用的細(xì)胞有小鼠胸腺細(xì)胞，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞等檢測(cè)抗體：用RIA,ELISA,反向間接血凝試驗(yàn)檢測(cè)抗體，篩選抗體陽性孔。雜交瘤細(xì)胞的克隆化：陽性孔應(yīng)盡早克隆化，一是為了獲得單個(gè)克??；二是防止雜交瘤細(xì)胞因染色體丟失而喪失分泌抗體的能力。一般需反復(fù)克隆3-5次方能使雜交瘤細(xì)胞穩(wěn)定。方法有：有限稀釋法，顯微操作法，軟瓊脂平板法等。62整理課件檢測(cè)抗體：用RIA,ELISA,反向間接血凝試驗(yàn)檢測(cè)抗體，單克隆抗體的生產(chǎn)在動(dòng)物體內(nèi)誘生單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔，瘤細(xì)胞無限繁殖，導(dǎo)致腹水產(chǎn)生，每毫升腹水約可產(chǎn)生5-20mg體外細(xì)胞培養(yǎng)：大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞，收集培養(yǎng)液，獲得大量的單克隆抗體。微球技術(shù)制備單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞包于特制的微球內(nèi)，進(jìn)行大量發(fā)酵培養(yǎng)。63整理課件單克隆抗體的生產(chǎn)在動(dòng)物體內(nèi)誘生單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞注入小HAT選擇培養(yǎng)基(DMEM)

H為次黃嘌呤(hypoxanthine)T為胸腺嘧啶核苷(thymidine)A是氨基喋呤(aminoplerin)在該培養(yǎng)基中,未融合的骨髓瘤細(xì)胞不能生長,因它缺乏HGPRT酶不能利用分路途徑合成DNA,內(nèi)源性的合成又受到氨基喋呤的阻斷;至于未融合的脾細(xì)胞則在2周內(nèi)自然死亡;所以只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能在該培養(yǎng)基中生長。64整理課件HAT選擇培養(yǎng)基(DMEM)64整理課件單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用

單克隆抗體具有無可比擬的優(yōu)越性,具有高特異性、高純度、均質(zhì)性好、親和力不變、重復(fù)性強(qiáng)、效價(jià)高、成本低并可大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

在血清學(xué)技術(shù)方面單克隆抗體用于血清學(xué)技術(shù),進(jìn)一步提高了方法的特異性.重復(fù)性.穩(wěn)定性和敏感性,同時(shí)使一些血清學(xué)技術(shù)得到了標(biāo)準(zhǔn)化和商品化,即作成診斷試劑盒。

在免疫學(xué)基礎(chǔ)研究方面單克隆抗體作為一種均質(zhì)性很好的分子,用于對(duì)抗體結(jié)構(gòu)和氨基酸順序的分析,促進(jìn)了對(duì)抗體結(jié)構(gòu)的探討;應(yīng)用單克隆抗體對(duì)淋巴細(xì)胞表面標(biāo)志以及組織細(xì)胞相容性抗原的分析,推動(dòng)了免疫學(xué)的發(fā)展。

65整理課件單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用單克隆抗體具有無可比擬的優(yōu)越性,具有通過采用雜交瘤技術(shù),制備出腫瘤細(xì)胞特異性抗原的單克隆抗體,然后與藥物或毒素連接制成免疫毒素(immunotoxin)，又稱生物導(dǎo)彈,用于腫瘤的臨床治療,這在醫(yī)學(xué)上已獲初步成效。利用單克隆抗體的特異性,可將單克隆抗體與瓊脂糖等偶聯(lián)制成親和層析柱,可從混合組分中提取某種抗原成分。此技術(shù)可與基因工程疫苗的研究相結(jié)合,即先用單克隆抗體作為探針,篩選出保護(hù)性抗原成分或決定簇,然后再采用DNA重組技術(shù)表達(dá)目的抗原。66整理課件通過采用雜交瘤技術(shù),制備出腫瘤細(xì)胞特異性抗原的單克隆抗體,然

三、基因工程抗體(genticengineeringantibody)基因工程抗體是按人類設(shè)計(jì)所重新組裝的新型抗體分子,可保留或增加天然抗體的特異性和主要生物學(xué)活性,去除或減少無關(guān)結(jié)構(gòu)(如Fc片段),從而可克服單克隆抗體在臨床應(yīng)用方面的缺陷(如鼠源單克隆抗體在人體內(nèi)使用會(huì)引起抗體產(chǎn)生而降低其效果,Fc片段的無效性和副作用)?；蚬こ炭贵w的制備過程首先是獲得抗體基因片段,然后將抗體基因片段導(dǎo)人真核細(xì)胞(如雜交瘤細(xì)胞)或原核細(xì)胞(如大腸桿菌),使之表過具有免疫活性的抗體片段。目前基因工程抗體有以下幾種類型：

嵌合抗體重構(gòu)型抗體單鏈抗體

Ig相關(guān)分子噬菌體抗體67整理課件三、基因工程抗體(genticengineeringa

基因抗體的類型(一)嵌合抗體(chimericantibody)

又稱雜種抗體,是指在同一抗體分子中含有不同種屬來源抗體片段的抗體。迄今構(gòu)建的嵌合抗體多為“鼠-人”類型,也就是抗體的Fab或F(ab)2來源于鼠類,而Fc片段來源于人類。(二)重構(gòu)型抗體(reshapingantibody)

將鼠抗體的超變區(qū)基因嵌入人抗體Fab骨架區(qū)的編碼基因中,再將此DNA片段與人免疫球蛋白恒定區(qū)基因相連,然后轉(zhuǎn)染雜交瘤細(xì)胞,使之表達(dá)嵌合的V區(qū)抗體。(三)單鏈抗體(single-chainantibody)

又稱FV分子。是由VL區(qū)氨基酸序列與VH區(qū)氨基酸序列經(jīng)肽連接物(linker)連接而成。68整理課件基因抗體的類型(一)嵌合抗體(chimericantib(四)Ig相關(guān)分子可將抗體分子的部分片段(如V區(qū)或C區(qū))連接到與抗體無關(guān)的序列上(如毒素),就可創(chuàng)造出一些Ig相關(guān)分子,例如可將有治療作用的毒素或化療藥物取代抗體的Fc片段,通過高變區(qū)結(jié)合特異性抗原,連接上的毒素可直接運(yùn)送到靶細(xì)胞表面，起生物導(dǎo)彈的作用。(五)噬菌體抗體(Phageantibody)

是將已知特異性的抗體分子的所有V區(qū)基因在噬菌體中構(gòu)建成基因庫,用噬菌體感染細(xì)菌,模擬免疫選擇過程,具有相應(yīng)特異性的重鏈和輕鏈可變區(qū)即可在噬菌體表面呈現(xiàn)出來。69整理課件(四)Ig相關(guān)分子可將抗體分子的部分片段(如V區(qū)或C區(qū)第五節(jié)免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族（immunoglobulinsuperfamily,IgSF）是由Williams在20世紀(jì)80年代初提出，研究發(fā)現(xiàn)許多細(xì)胞膜表面分子和機(jī)體某些蛋白分子多肽折疊方式與Ig相似，在氨基酸組成上Ig可變區(qū)或/和恒定區(qū)有較高的同源性，它們可能從同一祖先基因進(jìn)化而來。編碼這些多肽鏈的基因稱為免疫球蛋白基因超家族，其編碼產(chǎn)物稱為免疫球蛋白超家族。IgSF主要以膜分子形式存在，也有游離的形式。70整理課件第五節(jié)免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族（immunoglo71整理課件71整理課件72整理課件72整理課件一免疫球蛋白超家族的組成IgSF主要包括淋巴細(xì)胞受體（Ig及BCR,TCR/CD3,NK細(xì)胞受體），MHC抗原及其相關(guān)分子，免疫球蛋白Fc段受體，多種黏附分子和分化抗原，以及與神經(jīng)系統(tǒng)功能有關(guān)的黏附分子等。IgSF分子種類至少有數(shù)百種，分布十分廣泛。如1/3的白細(xì)胞分化抗原屬于IgSF。

IgSF73整理課件一免疫球蛋白超家族的組成IgSF主要包括淋巴細(xì)胞受體（I不同組IgSF結(jié)構(gòu)域的類型和數(shù)目特點(diǎn)在Ig和淋巴細(xì)胞受體中，5條Ig重鏈各含一個(gè)V區(qū)，3-4個(gè)C1區(qū)；2條輕鏈各含一個(gè)V區(qū)和C1區(qū)；TCR4條鏈各含條輕鏈各含一個(gè)V區(qū)和C1區(qū)；MHC抗原及相關(guān)分子只含一個(gè)C1區(qū)，MHCI類分子重鏈α1，α2結(jié)構(gòu)域以及MHCIIα1，結(jié)構(gòu)域具有多態(tài)性，但其結(jié)構(gòu)不屬于IgSF;免疫球蛋白Fc受體基因除FcαR外均定位于1號(hào)染色體；除polyIgR外，其余IgFc受體有二至三個(gè)C2區(qū)。74整理課件不同組IgSF結(jié)構(gòu)域的類型和數(shù)目特點(diǎn)在Ig和淋巴細(xì)胞受體中，M—CSFR、PDGFR和SCFR陽都有五個(gè)IgSF結(jié)構(gòu)域，其中遠(yuǎn)膜側(cè)四個(gè)C2結(jié)構(gòu)域，近膜端一個(gè)V樣區(qū)，這些受體以同源二聚體方式結(jié)合相應(yīng)配體，胞漿區(qū)有PTK結(jié)構(gòu)。IL-6Rα鏈、gp130、IL-11Rα鏈和G-CSFR的胞膜外結(jié)構(gòu)除N端各含有一個(gè)C2樣區(qū)外，靠近胞膜側(cè)各有一個(gè)細(xì)胞因子受體結(jié)構(gòu)域和一個(gè)或四個(gè)III型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域。與神經(jīng)組織細(xì)胞功能有關(guān)的IgSF分子中，合有五個(gè)以上C2區(qū)的IgSF分子大都以分布在神經(jīng)系統(tǒng)為主，而含有一至二個(gè)V樣區(qū)，分子質(zhì)量相對(duì)較小的IgSF分子在神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)均有分布。75整理課件M—CSFR、PDGFR和SCFR陽都有五個(gè)IgSF結(jié)構(gòu)域，二、免疫球蛋白超家族的特點(diǎn)(一)IgSF的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用x射線衍射晶體分析法已對(duì)多種IgSF分子的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了分析，包括IgV和C結(jié)構(gòu)域，MHCI,II類分子的一些結(jié)構(gòu)域，CD4第一、二結(jié)構(gòu)域和三、四結(jié)構(gòu)域等。IgSF結(jié)構(gòu)域是以其獨(dú)特的、稱之為免疫球蛋白折疊(IgfoId)形成的球形結(jié)構(gòu)。每個(gè)Ig折疊中有兩個(gè)片層(—P1eatedsheet)，每個(gè)片層包括3-5個(gè)反平行的折疊股。每個(gè)折疊股有5—10個(gè)氨基酸殘基。絕大多數(shù)18SF結(jié)構(gòu)域的兩個(gè)片層之間有一對(duì)保守的二硫鍵連接，使其形成穩(wěn)定的球狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)折疊片層的核心是由A、B、E、D和G、F、C折疊股組成。根據(jù)片層中折疊股的組成，形成二硫鍵的兩個(gè)半骯氨酸之間氨基酸的數(shù)目，以及同IgV區(qū)或C區(qū)同源的程度，IgSF結(jié)構(gòu)域可分為V組、C1組和C2組。76整理課件二、免疫球蛋白超家族的特點(diǎn)(一)IgSF的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)76整理

(1)V組V組(或稱V樣區(qū))中兩個(gè)p片層是由ABED／GFCC’C”九個(gè)折疊股組成，兩個(gè)半骯氨基酸之間的氨基酸數(shù)量較多。具有IgSFv樣的分子除Ig重鏈、輕鏈的v區(qū)和TCR的V區(qū)外，還有CD4第一、三結(jié)構(gòu)域，細(xì)胞因子受體M-CSF、SCFR、PDGFR靠近胞膜的結(jié)構(gòu)域，以及表達(dá)于免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)中外周髓磷脂糖蛋白(P0和脊髓灰質(zhì)炎病毒受體(PVR)等。(2)C1組C1組中兩個(gè)半胱氨酸之間約含50-60個(gè)氨基酸殘基，含有ABED／CFC七個(gè)折疊股。B和C折疊股之間的特征性序列為G1y—Phe—幾y—ko，具有C1結(jié)構(gòu)域的分子有Ig重鏈和輕鏈c區(qū)，TCR

鏈C區(qū)，MHCI類分子3結(jié)構(gòu)域，MHCII類分子2,3，以及MHC樣分子CD1等靠近胞膜的結(jié)構(gòu)域。77整理課件(1)V組V組(或稱V樣區(qū))中兩個(gè)p片層是由ABED／78整理課件78整理課件

(3)C2組C2組結(jié)構(gòu)域由ABED／GFC七個(gè)折疊股組成，在E-F折疊股有V樣區(qū)的保守序列,但形成二硫鍵的兩個(gè)半胱氨酸之間的氨基酸數(shù)約為50。這種結(jié)構(gòu)似介于V和C1結(jié)構(gòu)域之間。含有C2結(jié)構(gòu)域的IgSF分子種類最多，分布也最廣泛，包括CD3分子中的鏈，大多數(shù)具有IgSF的細(xì)胞因子受體，以及表達(dá)在神經(jīng)系統(tǒng)中的IgSF分子。79整理課件(3)C2組C2組結(jié)構(gòu)域由ABED／GFC七個(gè)折疊股80整理課件80整理課件(二)IgSF的功能特點(diǎn)IgSF的功能是以識(shí)別為基礎(chǔ)，因此又稱為識(shí)別球蛋白超家族。Ig折疊形成一個(gè)緊密的球狀結(jié)構(gòu)，提供了與不同球狀結(jié)構(gòu)多膚或化學(xué)基團(tuán)粘附的分子基礎(chǔ)，使之發(fā)揮不同的生物學(xué)功能。IgSF很可能最早起源于原始的具有教附功能的基因，通過復(fù)制和突變衍生形成了識(shí)別抗原、細(xì)胞因子受體、IgFc段受體、細(xì)胞問教附分子以及病毒受體等不同的結(jié)構(gòu)域。IgSF識(shí)別的基本方式有以下幾種。81整理課件(二)IgSF的功能特點(diǎn)81整理課件1.IgSF和IgSF相互識(shí)別

IgSF分子相互識(shí)別中有同嗜性的相互作用和異嗜性相互作用兩種形式。(1)同嗜性的相互作用如相同神經(jīng)細(xì)胞教附分子(N—CAM)之間的相互作用，血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子-1(PECAM—1，CD31)的相互識(shí)別，這類分子胞膜外區(qū)具有5—6個(gè)C2結(jié)構(gòu)域。(2)異嗜性相互作用如CD2與LFA—3，CD4與MHC量類分子的單態(tài)部分(2和2)，CD8與MHCI類分子的單態(tài)部分(3等之間的相互作用。82整理課件1.IgSF和IgSF相互識(shí)別82整理課件2．IgSF和整和素相互識(shí)別如ICAM一1(CD54)、ICAM一2(CDl02)、ICAM一3(CD50)與LFA一1(CDlla／CDl8)，VCAM一1(CDl06)與VLA一4(CD49d／CD29之間的相互作用。有研究發(fā)現(xiàn)，IgSF第一個(gè)結(jié)構(gòu)域中C—x34—C基序是結(jié)合整合素分子的位點(diǎn)，在整合素分子上與此相結(jié)合的基序?yàn)長ESFI。83整理課件2．IgSF和整和素相互識(shí)別83整理課件3．IgSF和其他分子的相互識(shí)別

包括TCR識(shí)別MHCI類或II類分子與抗原肽復(fù)合物，ICAM—1與粘蛋白樣結(jié)構(gòu)CD43(1eukoaidin)結(jié)合，髓磷脂相關(guān)糖蛋白(MAG)與細(xì)胞外基質(zhì)膠原和肝素結(jié)合，CD56結(jié)合類肝素硫酸鹽，CD22結(jié)合CD54RO以及細(xì)胞因子受體識(shí)別細(xì)胞因子等。84整理課件3．IgSF和其他分子的相互識(shí)別

包括TCR識(shí)別MHCI類第一章免疫球蛋白及其超家族第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能第四節(jié)單克隆抗體及基因工程抗體第五節(jié)免疫球蛋白超家族的組成和特點(diǎn)85整理課件第一章免疫球蛋白及其超家族第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)1整理第一節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與特性

免疫球蛋白是一類其分子結(jié)構(gòu)和功能研究得最為清楚的免疫分子。關(guān)于免疫球蛋白分子的結(jié)構(gòu)和功能的研究是現(xiàn)代免疫學(xué)中的一大突破。盡管抗體的發(fā)現(xiàn)很早，但由于在血清中存在的抗體分子不均一，即有異質(zhì)性，故對(duì)其結(jié)構(gòu)的研究十分困難。自發(fā)現(xiàn)多發(fā)性骨髓瘤病人血清中含有均一的免疫球蛋白(單克隆Ig)后,在1959～1963年R.Porter和G.Edelman采用酶及還原劑消化和分離免疫球蛋白技術(shù),弄清了免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu),從而提出免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)模型。86整理課件第一節(jié)免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與特性免疫球蛋白是一類其分87整理課件3整理課件88整理課件4整理課件一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)

五類免疫球蛋白—IgG，IgM，IgA，IgE，IgD的單體分子結(jié)構(gòu)都是相似的，即是由兩條相同的重鏈(heavychain,H鏈)和兩條相同的輕鏈(lightchain,L鏈)四條肽鏈構(gòu)成的“Y”字形的分子。IgG,IgE,血清型IgA,IgD均是以單體分子形式存在的,IgM是以五個(gè)單體分子構(gòu)成的五聚體,分泌型的IgA是以二個(gè)單體構(gòu)成的二聚體。89整理課件一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)五類免疫球蛋白—IgG，IgM，I(一)重鏈(heavychain,

H鏈)重鏈大約是由420～440個(gè)氨基酸組成，分子重大約為50000～77000，兩條重鏈之間由一對(duì)或一對(duì)以上的二硫鍵(-S-S-)互相連接。重鏈從氨基端(N端)開始最初的110個(gè)氨基酸(約占整個(gè)重鏈的1/4)的排列順序以及結(jié)構(gòu)是隨抗體分子的特異性不同而有所變化,這一區(qū)域稱為重鏈的可變區(qū)(variableregion,簡稱V區(qū)),它賦予抗體以特異性。在重鏈的可變區(qū)(VH)內(nèi)部,有四個(gè)區(qū)域的氨基酸最易發(fā)生變化,稱為高(超)變區(qū)(hypervariableregion),氨基酸殘基位置分別位于31～37,51～58,84～91,101～110,其余的氨基酸變化較小,稱為骨架區(qū)(frameworkregions)。90整理課件(一)重鏈(heavychain,H鏈)重鏈大約是由4重鏈（2）其余的氨基酸(占重鍵的3/4)數(shù)量、種類、排列順序及含糖量都比較穩(wěn)定,稱為穩(wěn)(恒)定區(qū)(constantregion,簡稱C區(qū))。免疫球蛋白的重鏈有五種類型-γμαεδ,由此決定了免疫球蛋白的類型,即IgG,IgM,IgA,IgE,IgD的重鏈分別為γμαεδ。因此同一種動(dòng)物,不同種類免疫球蛋白的差別就是由重鏈所決定的。91整理課件重鏈（2）其余的氨基酸(占重鍵的3/4)數(shù)量、種類、排列順序(二)輕鏈(lightchain,

L鏈)輕鏈?zhǔn)怯?13～214個(gè)氨基酸組成，分子量約為22500。兩條相同的輕鏈其羧基端(C端)靠二硫鍵分別與兩條重鏈連接。輕鏈從氨基端開始最初的109個(gè)氨基酸(約占輕鏈的1/2)的排列順序以及結(jié)構(gòu)是隨抗體分子的特異性變化而有差異,稱為輕鏈的可變區(qū)(variableregion,V區(qū)),與重鏈的可變區(qū)相對(duì)應(yīng),構(gòu)成抗體分子的原結(jié)合部位,其余的氨基酸比較穩(wěn)定,稱為輕鏈的恒定區(qū)(constantregion,C區(qū))。92整理課件(二)輕鏈(lightchain,L鏈)輕鏈?zhǔn)怯?1393整理課件9整理課件(三)免疫球蛋白的功能區(qū)(domainofimmunoglobulin)免疫球蛋白的多肽鏈分子可折疊形成幾個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接成的環(huán)狀球形結(jié)構(gòu)，這些球形結(jié)構(gòu)稱為免疫球蛋白的功能區(qū)(domain)。IgG,IgA,IgD的重鏈有四個(gè)功能區(qū),其中有一個(gè)功能區(qū)在可變區(qū),其余的在恒定區(qū),分別稱為VH.CH1,CH2,CH3；IgM和lgE有五個(gè)功能區(qū),即多了一個(gè)CH4。輕鏈則有兩個(gè)功能區(qū),即VL和CL,分別位于可變區(qū)和恒定區(qū)。免疫球蛋白的每一個(gè)功能區(qū)都是由約110個(gè)氨基酸殘基組成。

94整理課件(三)免疫球蛋白的功能區(qū)(domainofimmunog1.VH-VL這是抗體分子結(jié)合抗原的所在部位。2.CH1-CL為遺傳標(biāo)志所在。3.CH2為抗體分子的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn),與補(bǔ)體的活化有關(guān)。4.CH3與抗體的親細(xì)胞性有關(guān),IgG同一些免疫細(xì)胞的Fc受體結(jié)合就是這個(gè)部位。免疫球蛋白的這些功能區(qū)雖然功能不同，但其結(jié)構(gòu)上卻具有明顯的相似性，即同源性(homology),故又稱免疫球蛋白的同源區(qū)。這種結(jié)構(gòu)上的相似性提示這些功能區(qū)最初可能是由單一基因編碼,通過基因復(fù)制和突變而衍生進(jìn)化而成。95整理課件1.VH-VL這是抗體分子結(jié)合抗原的所在部位。11整理課件在輕鏈的可變區(qū)(VL)內(nèi)部有三個(gè)高變區(qū),氨基酸殘基位置分別位于26～32,48～55,90～95,這三個(gè)部位的氨基酸變化特別大。其余的氨基酸變化較小,稱為骨架區(qū)。免疫球蛋白的輕鏈根據(jù)其結(jié)構(gòu)和抗原性的不同可分為K(Kappa)型和λ(Lambda)型兩個(gè)型,各類免疫球蛋白的輕鏈都是相同的,而各類免疫球蛋白都有K型和λ型兩型輕鏈分子。型和λ型輕鏈的差別主要表現(xiàn)在C區(qū)氨基酸組成和結(jié)構(gòu)的不同,因而抗原性不同,這也是輕鏈分型的依據(jù)。96整理課件在輕鏈的可變區(qū)(VL)內(nèi)部有三個(gè)高變區(qū),氨基酸殘基位置分別位97整理課件13整理課件Ig的絞鏈區(qū)在兩條重鏈之間二硫鍵連接處附近的重鏈恒定區(qū),即CH1與CH2之間大約30個(gè)氨基酸殘基的區(qū)域?yàn)槊庖咔虻鞍椎慕g鏈區(qū)(hingeregion),由2～5個(gè)鏈間二硫鍵、CH1尾部和CH2頭部的小段肽鏈構(gòu)成。此部位與抗體分子的構(gòu)型變化有關(guān),當(dāng)抗體與抗原結(jié)合時(shí),該區(qū)可轉(zhuǎn)動(dòng),以便一方面使可變區(qū)的抗原結(jié)合點(diǎn)盡量與抗原結(jié)合,可與不同距離的兩個(gè)抗原表位結(jié)合,起彈性和調(diào)節(jié)作用;另一方面可使抗體分子變構(gòu),使其補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)暴露出來。免疫球蛋白的絞鏈區(qū)具有堅(jiān)韌性,這與該部位含較多脯氨酸殘基有關(guān)98整理課件Ig的絞鏈區(qū)在兩條重鏈之間二硫鍵連接處附近的重鏈恒定區(qū),即C99整理課件15整理課件二免疫球蛋白的微細(xì)結(jié)構(gòu)

1.輕鏈結(jié)構(gòu)所有抗體的輕鏈都可分成兩類或兩個(gè)同型，K(Kappa)型和λ(Lambda)。每一輕鏈都形成V區(qū)和C區(qū)，各大約110個(gè)氨基酸。在V區(qū)，有3個(gè)超變區(qū)，分別為CDR1,CDR2和CDR3,每一個(gè)大約10個(gè)氨基酸，其中CDR3最可變。不同抗體分子的CDR之間序列的不同，引起了突起并具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)。100整理課件二免疫球蛋白的微細(xì)結(jié)構(gòu)

1.輕鏈結(jié)構(gòu)所有抗體的輕鏈都可2.重鏈結(jié)構(gòu)同輕鏈一樣，重鏈殘基變異最大的區(qū)域也集中于CDR1,CDR2和CDR3。所有重鏈都可以表達(dá)成兩種分子形式，區(qū)別在于最后一個(gè)CH功能的近羧基端氨基酸序列的不同。血漿中的分泌抗體：末端帶電的和親水的氨基酸殘基。膜抗體：包含大約26個(gè)不帶電的親水側(cè)鏈后跟著數(shù)目不等的帶電氨基酸形成胞質(zhì)片段。親水殘基形成a-螺旋，穿過膜脂質(zhì)雙層的親水部分；氨基酸堿性側(cè)鏈與膜表面的磷脂群相互作用。101整理課件2.重鏈結(jié)構(gòu)同輕鏈一樣，重鏈殘基變異最大的區(qū)域也集中于CD尾片：重鏈μ和α的分泌形式在近羧基端的最后一個(gè)CH功能區(qū)有一附加的延伸的非球形序列，稱之。連接鏈（J）：為一附加的15KD多肽。以二硫鍵連接尾片，形成穩(wěn)定的多聚體，如IgM的五聚體，IgA的二聚體。所有的重鏈都有糖基化的N端，即含有與天冬氨酸側(cè)鏈相連的N連接的寡糖基團(tuán)。102整理課件尾片：重鏈μ和α的分泌形式在近羧基端的最后一個(gè)CH功能區(qū)有back103整理課件back19整理課件3.重鏈與輕鏈的連接重鏈與輕鏈間的相互作用包括共價(jià)連接和非共價(jià)連接。共價(jià)連接存在于以二硫鍵連接的輕鏈羧基端和重鏈CH1區(qū)；非共價(jià)連接主要來自于CL區(qū)與CH1區(qū)以及VL與VH之間的疏水作用。104整理課件3.重鏈與輕鏈的連接重鏈與輕鏈間的相互作用包括共價(jià)連接和二抗體分子與抗原的結(jié)合生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征抗體與抗原結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力105整理課件二抗體分子與抗原的結(jié)合生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征21整理課件一生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征磷脂或磷脂多糖復(fù)合物：抗原決定簇完全具有大分子共價(jià)結(jié)構(gòu)的功能蛋白質(zhì)：相鄰的氨基酸殘基形成的表位稱為線形決定簇。長度大約6個(gè)氨基酸。大多數(shù)情況下，自然狀態(tài)下的線形決定簇不能與抗體結(jié)合，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性的時(shí)候才能結(jié)合。線形氨基酸序列不同部位的氨基酸殘基通過折疊形成空間結(jié)構(gòu)，稱為構(gòu)象決定簇。106整理課件一生物性抗原的結(jié)構(gòu)特征磷脂或磷脂多糖復(fù)合物：抗原決定簇完107整理課件23整理課件針對(duì)某一線性決定簇和構(gòu)象決定簇的特異性抗體可用來確定某一蛋白處于變性狀態(tài)還是自然狀態(tài)。蛋白質(zhì)可能傾向于共價(jià)修飾，如磷酸化或特異性的蛋白裂解，改變共價(jià)結(jié)構(gòu)，可產(chǎn)生新的抗原表位。（圖）大分子物質(zhì)可形成多個(gè)抗原決定簇。如蛋白質(zhì)由單體構(gòu)成，具有多價(jià)性，可與一個(gè)抗體上的多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)或多個(gè)抗體結(jié)合。108整理課件針對(duì)某一線性決定簇和構(gòu)象決定簇的特異性抗體可用來確定某一蛋白二抗原與抗體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不同抗原特異性抗體的VL和VH不同，變化多位于超變區(qū)內(nèi)。超變區(qū)中的變化，既可通過自發(fā)突變，也可通過特異性點(diǎn)突變產(chǎn)生，最終改變抗原結(jié)合的特異性。晶體衍射分析顯示，形成伸展的環(huán)，暴露在抗體的表面，與抗原發(fā)生作用?？乖贵w晶體衍射分析顯示，超變區(qū)氨基酸能與抗原緊密結(jié)合。CDR3結(jié)合最緊密且變異最大。109整理課件二抗原與抗體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不同抗原特異性抗體的VL和VH三抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力親和力或結(jié)合力：在抗原抗體反應(yīng)體系中，如果抗體比抗原的濃度低的多，那么在平衡時(shí)抗體分子結(jié)合抗原的比率取決于抗原分子的濃度和抗原抗體結(jié)合的強(qiáng)度。在這一狀態(tài)下，能使一半的抗原形成復(fù)合物，而另一半游歷狀態(tài)的抗原濃度可衡量結(jié)合力或親和力的大小?？乖瓭舛纫泽w積摩爾濃度測(cè)定，稱為相互作用的解離常數(shù)（Kd),Kd越小，親和力越大。110整理課件三抗體與抗原結(jié)合的親和力和親合力親和力或結(jié)合力：在抗原抗在天然的血清中，含有某一特殊抗原而具有不同親和力的抗體混合物中，主要依靠CDR準(zhǔn)確的氨基酸序列。親和力的成熟：一個(gè)抗體分子的平均親和力可通過重復(fù)免疫而增強(qiáng)。親合力：所有位點(diǎn)結(jié)合力的總和稱為親合力。111整理課件在天然的血清中，含有某一特殊抗原而具有不同親和力的抗體混合物第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)

一.抗體庫的多樣性抗體庫：每一個(gè)體能產(chǎn)生抗體特異性的總和。初級(jí)抗體庫：個(gè)體在對(duì)不同抗原初次免疫應(yīng)答中產(chǎn)生的所有抗體的總和。這取決于免疫之前就存在并表達(dá)明確抗原特異性膜Ig分子的B細(xì)胞克隆數(shù)目，每一個(gè)體估計(jì)有約109或更多。112整理課件第二節(jié)免疫球蛋白的生物合成和基因結(jié)構(gòu)

一.抗體庫的二B淋巴細(xì)胞的成熟前B細(xì)胞：胞質(zhì)中出現(xiàn)重鏈

μδ（包括V區(qū)和C區(qū)），與一種非免疫球蛋白結(jié)合，該蛋白的作用是防止新合成的μ鏈降解和促進(jìn)膜免疫球蛋白的合成。不成熟的B細(xì)胞：合成K和λ鏈，與重鏈結(jié)合，組裝成IgM,暴露于細(xì)胞表面，作為抗原的特異受體。受抗原刺激后，不能增殖和分化。一旦遇到抗原（多為自身抗原），就會(huì)產(chǎn)生不反應(yīng)性或耐受性。

113整理課件二B淋巴細(xì)胞的成熟前B細(xì)胞：胞質(zhì)中出現(xiàn)重鏈μδ（包括一旦一個(gè)B細(xì)胞合成出一種完整的重鏈和輕鏈，就不能再產(chǎn)生另外一種帶有不同V區(qū)的重鏈和輕鏈。成熟的B細(xì)胞：進(jìn)入外周血液循環(huán)和淋巴組織，膜上帶有IgM和IgD,具有相同的V區(qū)和抗原特異性，對(duì)抗原刺激能產(chǎn)生應(yīng)答。有些B細(xì)胞并不表達(dá)IgD。除非遇到抗原刺激，否則經(jīng)過3-4天的半衰期后死亡。激活的B細(xì)胞：成熟的B細(xì)胞遇到抗原刺激后形成的。細(xì)胞發(fā)生增殖和分化，分泌性Ig增多，而膜Ig減少，并表達(dá)γαε。一部分不分泌抗體，形成記憶細(xì)胞。114整理課件一旦一個(gè)B細(xì)胞合成出一種完整的重鏈和輕鏈，就不能再產(chǎn)生另外一漿細(xì)胞：產(chǎn)生高水平分泌Ig，建立初次和再次的免疫應(yīng)答。親和力成熟：盡管每一B細(xì)胞克隆的成員都表達(dá)同樣的V區(qū)，但當(dāng)對(duì)抗原應(yīng)答時(shí)也會(huì)發(fā)生抗體V區(qū)精細(xì)的變化，特別是分泌性抗體和抗原特異性B細(xì)胞膜Ig的平均親和力在抗原刺激后隨之增加，并且再次應(yīng)答時(shí)明顯高于初次應(yīng)答，即親和力成熟。115整理課件漿細(xì)胞：產(chǎn)生高水平分泌Ig，建立初次和再次的免疫應(yīng)答。31整116整理課件32整理課件B細(xì)胞產(chǎn)生Ig的兩個(gè)特征每一B細(xì)胞克隆及其子代僅對(duì)一種抗原決定簇是特異的。在兩套親本的Ig等位基因中，只有一套在B細(xì)胞克隆的最早成熟時(shí)期表達(dá)，稱為等位基因排斥。這是B和T淋巴細(xì)胞抗原受體的共同特征。每一B細(xì)胞克隆只能產(chǎn)生一種K鏈或一種λ鏈，稱為親鏈同型排斥。117整理課件B細(xì)胞產(chǎn)生Ig的兩個(gè)特征每一B細(xì)胞克隆及其子代僅對(duì)一種抗原決三免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)免疫球蛋白（Ig）分子由IGK,IGL和IGH基因編碼。這些基因定位于不同的染色體。1965年Dreyer和Bennett提出假設(shè)認(rèn)為，Ig的V區(qū)和C區(qū)由分隔存在的基因所編碼，在淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中這兩個(gè)基因發(fā)生易位而重排在一起。1976年Hozumi和Tonegawa應(yīng)用DNA重組技術(shù)證實(shí)了這一假設(shè)。Tonegawa因在免疫球蛋白基因結(jié)構(gòu)研究方面有重大突破而獲1987年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。118整理課件三免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)免疫球蛋白（Ig）分子由IGK,IG119整理課件35整理課件（一）免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)

1.Ig重鏈可變區(qū)（V區(qū)）基因重鏈基因座位于14號(hào)染色體。V區(qū)基因由V、D、J三種基因片段經(jīng)重排后形成。編碼重鏈V區(qū)基因長約1000~2000kb，包括V、D、J三種基因片段。每個(gè)V基因片段上游有L基因片段，編碼約20-30個(gè)疏水性氨基酸的信號(hào)肽。120整理課件（一）免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)

1.Ig重鏈可變區(qū)（V區(qū)）基重鏈V基因片段：小鼠，可分為9個(gè)家族，每個(gè)家族含有2-60個(gè)成員不等，這些家族多為集散分布。人，共65個(gè)基因片段，至少有7個(gè)家族，各家族成員混雜分布。V基因片段編碼可變區(qū)約98個(gè)氨基酸殘基，包括CDR1和CDR2。重鏈D基因片段：D(diversity)是指多樣性。在Ig基因結(jié)構(gòu)中，DH基因片段在VH基因的3’端，D基因片段編碼重鏈V區(qū)大部分CDR3。人類DH片段有27個(gè)。重鏈J基因片段：J（joining）是指連接，是連接V和C基因的片段，位于DH基因的3’端。JH編碼約15-17個(gè)氨基酸殘基，包括重鏈V區(qū)CDR3中除DH編碼外的其余部分和第四骨架區(qū)。人有9個(gè)JH基因片段，其中6個(gè)有功能。121整理課件重鏈V基因片段：小鼠，可分為9個(gè)家族，每個(gè)家族含有2-60個(gè)2.Ig重鏈恒定區(qū)（C區(qū)）基因重鏈恒定區(qū)由多個(gè)外顯子組成，位于J基因片段的下游，相隔1.3kb，每個(gè)外顯子編碼一個(gè)結(jié)構(gòu)域，鉸鏈區(qū)由單獨(dú)的外顯子編碼。大多數(shù)分泌的Ig重鏈C端片段（尾端）是由最后一個(gè)CH外顯子的3’端編碼，而δ鏈的尾端由一個(gè)單獨(dú)的外顯子編碼。編碼膜IgC端區(qū)段（40-70aa）由1-2個(gè)附加的外顯子編碼，距編碼分泌型重鏈的最后一個(gè)外顯子的3’端至少1.4kb。小鼠CH基因約占2000kb,其外顯子從5’端到3’端排列是5’-Cμ-Cδ-

Cγ3

-Cγ1-Cγ2b-Cγ2a-Cε-

Cα-3’

。人CH基因功能片段有9個(gè)，排列為5’-Cμ-Cδ-Cγ3

-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα-3’

。122整理課件2.Ig重鏈恒定區(qū)（C區(qū)）基因重鏈恒定區(qū)由多個(gè)外顯子組成，3.Igλ鏈基因在人類，該基因座位于22號(hào)染色體，Vλ有30個(gè)，可分為Vλ1-

Vλ10十個(gè)家族，主要是Vλ1-

Vλ3，進(jìn)化上比較保守。與H鏈和λ鏈不同，Jλ和Cλ成對(duì)排列，4個(gè)Jλ和4個(gè)Cλ基因片段分別形成Jλ1-

Cλ1、Jλ2-Cλ2、Jλ3-

Cλ3

和Jλ4

-Cλ4。123整理課件3.Igλ鏈基因在人類，該基因座位于22號(hào)染色體，Vλ有34.IgK鏈基因人類該基因座位于2號(hào)染色體，VK基因片段有40個(gè)，編碼V區(qū)N端的1-95位氨基酸，包括CDR1,CDR2和部分CDR3。根據(jù)核苷酸同源性，VK可分為7個(gè)家族或亞群。JK基因位于VK基因的3’端，有5個(gè)片段，編碼V區(qū)靠近C端側(cè)的第96-108氨基酸。Ck只有一個(gè)，編碼C區(qū)（109-214）。所有K輕鏈具有同一結(jié)構(gòu)的c區(qū)。124整理課件4.IgK鏈基因人類該基因座位于2號(hào)染色體，VK基因片段有125整理課件41整理課件126整理課件42整理課件127整理課件43整理課件128整理課件44整理課件第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能

一.B細(xì)胞抗原受體的膜Ig抗原與表達(dá)在B細(xì)胞表面的膜受體(Ig)特異性結(jié)合和識(shí)別。研究表明，細(xì)胞表面Ig通過多價(jià)抗原發(fā)生的交聯(lián)導(dǎo)致B細(xì)胞激活。Ig分子超變區(qū)獨(dú)特的決定簇即獨(dú)特位，獨(dú)特位的集合構(gòu)成其獨(dú)特型?？躬?dú)特型抗體與反應(yīng)性淋巴細(xì)胞表面Ig連接，即可調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的強(qiáng)度。129整理課件第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能

一.B細(xì)胞抗原受體的膜I130整理課件46整理課件二.中和抗原的反應(yīng)毒素，藥物，病毒，細(xì)菌和一些寄生蟲通過結(jié)合到細(xì)胞表面特異性Ig而引起細(xì)胞損傷分泌性Ig由于異物上的抗原決定簇結(jié)合而阻礙損傷的發(fā)生，減輕毒性或炎癥過程。131整理課件二.中和抗原的反應(yīng)毒素，藥物，病毒，細(xì)菌和一些寄生蟲通過結(jié)三.Ig介導(dǎo)的特異性功能

1.IgG和IgM激活補(bǔ)體游離的IgG和IgM不能結(jié)合補(bǔ)體中的C1q,,因此補(bǔ)體系統(tǒng)不能被激活，C1q可與免疫復(fù)合物中的聚集的Fcγ結(jié)合。C1q通過IgG的Cγ2區(qū)發(fā)生相互作用，不同的IgG亞型觸發(fā)補(bǔ)體活化的能力不同，依次為IgG3>IgG1>IgG2,而IgG4則無此功能。分泌型IgM以多聚體存在，但C1q由于空間位阻的影響，不能與循環(huán)中IgM的三維結(jié)構(gòu)結(jié)合。但I(xiàn)gM結(jié)合到細(xì)胞表面能改變Ig的構(gòu)象，使C1q能與Fc片段結(jié)合。132整理課件三.Ig介導(dǎo)的特異性功能

1.IgG和IgM激活補(bǔ)體游2.IgG和IgM調(diào)理增強(qiáng)吞噬作用單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞都表達(dá)IgG分子的Fc段受體，至少有3種不同類型的Fc受體，每一種都對(duì)不同的IgG亞型有不同的親和力和選擇性。且白細(xì)胞表面三種IgG的的Fc受體都含有Ig樣區(qū)，同屬于Ig超家族成員。通過Fc受體，IgG分子結(jié)合或披覆于抗原顆粒上，結(jié)合的IgG就能增強(qiáng)細(xì)胞的吞噬作用，稱為調(diào)理作用。IgG1和IgG3調(diào)理作用最強(qiáng)。另外，補(bǔ)體C3b片段也可與白細(xì)胞的C3b受體結(jié)合，C3b有免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體產(chǎn)生，因此而產(chǎn)生間接的調(diào)理作用和增強(qiáng)吞噬作用。133整理課件2.IgG和IgM調(diào)理增強(qiáng)吞噬作用單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞都表134整理課件50整理課件135整理課件51整理課件3.IgG、IgE和IgA在抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）：在ADCC中，結(jié)合抗體主要是由白細(xì)胞上的低親和力Fcγ受體介導(dǎo)的。在NK細(xì)胞中，IgG具有兩種不同的功能。一是選擇性地殺傷結(jié)合IgG的靶細(xì)胞，而不殺傷未結(jié)合IgG的細(xì)胞。二是Fcγ受體的出現(xiàn)（可能是聚集）激活NK細(xì)胞，合成和分泌細(xì)胞因子如TNF和IFN-γ以及釋放顆粒，引起溶細(xì)胞作用。嗜酸性粒細(xì)胞能表達(dá)IgE或IgA抗體的Fc受體,引起ADCC,主要針對(duì)寄生蟲如蠕蟲。嗜酸性粒細(xì)胞中的堿性蛋白質(zhì)能殺死蠕蟲。136整理課件3.IgG、IgE和IgA在抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用137整理課件53整理課件138整理課件54整理課件4.IgE在超敏反應(yīng)中的作用肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表達(dá)高親和力的IgE分子的Fc段受體，該受體在缺乏抗原的情況下也能與IgE單體結(jié)合。特異性抗原能引起IgE分子及其聚集，從而導(dǎo)致肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞釋放炎性和血管活性介質(zhì)，合成脂源性介質(zhì)和細(xì)胞因子，引發(fā)速發(fā)性過敏反應(yīng)。139整理課件4.IgE在超敏反應(yīng)中的作用肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表達(dá)高親5.IgA介導(dǎo)的黏膜免疫IgA能選擇性地穿過腸或黏膜覆蓋器官的黏膜屏障。IgA總含量最高，但血漿中較少。器官的上皮細(xì)胞，能表達(dá)特異性二聚體IgA分子的Fc受體，稱為分泌蛋白或S蛋白，S蛋白能與上皮細(xì)胞基底面的IgA結(jié)合，結(jié)合的IgA通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)從細(xì)胞移動(dòng)到黏膜表面，發(fā)揮功能。140整理課件5.IgA介導(dǎo)的黏膜免疫IgA能選擇性地穿過腸或黏膜覆蓋器6.母體IgG在新生兒免疫中的作用母體的IgG穿過胎盤進(jìn)入胎兒循環(huán)中，而IgA由母體分泌到乳汁中，新生兒由腸道吸收至血液。141整理課件6.母體IgG在新生兒免疫中的作用母體的IgG穿過胎盤進(jìn)入7.IgG介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反饋抑制聚集的IgG或含IgG的抗原抗體復(fù)合物結(jié)合到B細(xì)胞表面的Fc受體上，可以抑制這些B細(xì)胞的激活，稱為抗體反饋。142整理課件7.IgG介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反饋抑制聚集的IgG或含IgG的抗第四節(jié)單克隆抗體

K?hler和Milstein在1975年建立了體外淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù),用人工的方法將產(chǎn)生特異性抗體的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,形成B細(xì)胞雜交瘤,這種雜交瘤細(xì)胞既具有骨髓瘤細(xì)胞無限繁殖的特性,又具有B細(xì)胞分泌特異性抗體的能力,由克隆化的B細(xì)胞雜交瘤所產(chǎn)生的抗體即為單克隆抗體。143整理課件第四節(jié)單克隆抗體K?hler和Milstein在1975一.單克隆抗體的生產(chǎn)過程B細(xì)胞的制備：純化抗原免疫Balb/c等純系小鼠，免疫2-3次，間隔2-4周，末次免疫后3-4天，取脾臟，制成103/ml的脾細(xì)胞懸液，為親本的B細(xì)胞。骨髓瘤細(xì)胞的制備：用與免疫相同來源的小鼠骨髓瘤細(xì)胞，其本身不分泌免疫球蛋白，且具有某種營養(yǎng)缺陷。可用Sp2/0或NS-1,其缺少次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶（HGPRT酶），不能在HAT培養(yǎng)基上生長。培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期，細(xì)胞數(shù)達(dá)105-106/ml。144整理課件一.單克隆抗體的生產(chǎn)過程B細(xì)胞的制備：純化抗原免疫Balb飼養(yǎng)細(xì)胞的準(zhǔn)備：常用的細(xì)胞有小鼠胸腺細(xì)胞，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞等。其作用一是減少培養(yǎng)板對(duì)雜交瘤細(xì)胞的毒性，二是巨噬細(xì)胞能清除部分死亡的細(xì)胞。培養(yǎng)基選擇：常用HAT培養(yǎng)基，H為次黃嘌呤，T為胸腺嘧啶核苷，二者都是旁路合成DNA的原料，A是氨甲喋呤，是細(xì)胞合成DNA的阻斷劑。在該培養(yǎng)基中，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。細(xì)胞融合：將脾細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞按一定比例混合，加入融合劑（50%PEG4000）。依次用HAT,HT和完全DMEM培養(yǎng)。145整理課件飼養(yǎng)細(xì)胞的準(zhǔn)備：常用的細(xì)胞有小鼠胸腺細(xì)胞，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞等檢測(cè)抗體：用RIA,ELISA,反向間接血凝試驗(yàn)檢測(cè)抗體，篩選抗體陽性孔。雜交瘤細(xì)胞的克隆化：陽性孔應(yīng)盡早克隆化，一是為了獲得單個(gè)克??；二是防止雜交瘤細(xì)胞因染色體丟失而喪失分泌抗體的能力。一般需反復(fù)克隆3-5次方能使雜交瘤細(xì)胞穩(wěn)定。方法有：有限稀釋法，顯微操作法，軟瓊脂平板法等。146整理課件檢測(cè)抗體：用RIA,ELISA,反向間接血凝試驗(yàn)檢測(cè)抗體，單克隆抗體的生產(chǎn)在動(dòng)物體內(nèi)誘生單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔，瘤細(xì)胞無限繁殖，導(dǎo)致腹水產(chǎn)生，每毫升腹水約可產(chǎn)生5-20mg體外細(xì)胞培養(yǎng)：大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞，收集培養(yǎng)液，獲得大量的單克隆抗體。微球技術(shù)制備單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞包于特制的微球內(nèi)，進(jìn)行大量發(fā)酵培養(yǎng)。147整理課件單克隆抗體的生產(chǎn)在動(dòng)物體內(nèi)誘生單克隆抗體：將雜交瘤細(xì)胞注入小HAT選擇培養(yǎng)基(DMEM)

H為次黃嘌呤(