微生物學(xué)與免疫學(xué)課件免疫球蛋白

免疫分子免疫球蛋白目的要求1、掌握免疫球蛋白和抗體的概念；Ig的基本結(jié)構(gòu)、功能區(qū)及水解片段；Ig的生物學(xué)功能；各類Ig的特性。2、熟悉Ig的類型；單克隆抗體的概念、特性及臨床應(yīng)用。3、了解Ig的其他結(jié)構(gòu)、多克隆抗體、基因工程抗體；Ig的血清型。當(dāng)前1頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白前

言

一、發(fā)現(xiàn)：1890年德國(guó)學(xué)者Behring和日本學(xué)者北里用白喉?xiàng)U菌外毒素免疫動(dòng)物，在其血清中發(fā)現(xiàn)一種能中和這種外毒素的組分稱為抗毒素。這是在血清中發(fā)現(xiàn)的第一種抗體。二、抗體的理化性質(zhì)1、抗體是球蛋白（Globulin）通過電泳證明抗體是兩種球蛋白后又經(jīng)電泳分析，超速離心分析和分子量測(cè)定等方法，發(fā)現(xiàn)大部分抗體是γ球蛋白，小部分是β球蛋白。當(dāng)前2頁，總共38頁。免疫球蛋白當(dāng)前3頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白抗體（Antibody,Ab)

是由B細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig)：

具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。概念因此,抗體都是Ig,但I(xiàn)g不一定都是抗體。

Ab:能與抗原結(jié)合免疫球蛋白異常Ig:無免疫功能(骨髓瘤蛋白)當(dāng)前4頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu):1.四肽鏈結(jié)構(gòu)●兩條相同的重鏈(heavychain,H鏈)

●兩條相同的輕鏈(lightchain,L鏈)

當(dāng)前5頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白重鏈兩條重鏈各由450-550個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約50-75KD。根據(jù)重鏈氨基酸的組成和排列不同,可將其分為五類:

即μ、γ、α、δ、ε鏈

IgM、IgG、IgA、IgD、IgE當(dāng)前6頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白兩條相同的輕鏈各由214個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約25KD。根據(jù)輕鏈氨基酸的組成和排列不同,可將其分為兩型:

即κ、λ型(κ:λ約為2:1)輕鏈當(dāng)前7頁，總共38頁。●有兩個(gè)端氨基端(N端)

羧基端(C端)●分兩個(gè)區(qū)可變區(qū)(variableregion,V區(qū))

恒定區(qū)(constantregion,C區(qū))免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)免疫分子免疫球蛋白當(dāng)前8頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白2.可變區(qū)和恒定區(qū)免疫球蛋白輕鏈和重鏈中氨基酸的種類和排列順序變化較大的區(qū)域稱為可變區(qū)（variableregion,V），免疫球蛋白輕鏈和重鏈中氨基酸種類和排列順序相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域稱為恒定區(qū)（constantregion,C）當(dāng)前9頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白●高變區(qū)(hypervariableregion,HVR)

可變區(qū)中一些特定位置的氨基酸顯示更大的變異性故稱超變區(qū)，又稱互補(bǔ)決定區(qū)。（complementarity-determiningregion,CDR）●骨架區(qū)：可變區(qū)中變化較小的部分當(dāng)前10頁，總共38頁。當(dāng)前11頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白3.免疫球蛋白的功能區(qū)(結(jié)構(gòu)域）當(dāng)前12頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白3.免疫球蛋白的功能區(qū)

輕鏈:VL，CL

重鏈:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA

和

IgD)，CH4（IgM和IgE）分類當(dāng)前13頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白免疫球蛋白的功能區(qū)功能區(qū)的作用有：

VH+VL：結(jié)合抗原的部位

CL和CH1：遺傳標(biāo)志所在

CH2：補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)

CH3：細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合IgG的CH2和IgM的CH3具有補(bǔ)體C1q結(jié)合位點(diǎn)，可啟動(dòng)補(bǔ)體活化經(jīng)典途徑；IgG的CH3可結(jié)合細(xì)胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3可與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的IgEFc受體結(jié)合。當(dāng)前14頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白4.鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū)

位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。鉸鏈區(qū)能改變兩個(gè)Y形臂之間的距離，有利于兩臂同時(shí)結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有鉸鏈區(qū)，IgM和IgE則無。當(dāng)前15頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白二、免疫球蛋白的其他結(jié)構(gòu)●連接鏈(joiningchain，J鏈)

是一條富含半胱氨酸的多肽鏈,由漿細(xì)胞合成。作用:連接Ig分子形成二聚體和五聚體。

●分泌片(secretorypiece,SP)

是一種由粘膜上皮細(xì)胞合成和分泌的含糖肽鏈。保護(hù)分泌型IgA免受蛋白酶的水解。

介導(dǎo)二聚體IgA的轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌。當(dāng)前16頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解IgG

得到兩個(gè)相同的Fab段和一個(gè)Fc段。胃蛋白酶裂解IgG

得到一個(gè)具有雙價(jià)活性的F(ab’)2段和若干個(gè)小分子多肽碎片（pFc’）意義:用于研究免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和功能;構(gòu)建基因工程抗體。避免超敏反應(yīng)。當(dāng)前17頁，總共38頁。免疫球蛋白CLCLCH1VLVLVHVHCH2CH3C端N端恒定區(qū)可變區(qū)FC段Fab段鉸鏈區(qū)補(bǔ)體結(jié)合Fc受體結(jié)合抗原結(jié)合部位當(dāng)前18頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白第二節(jié)免疫球蛋白的血清型（一）同種型：同種型（isotype）是指同一種屬所有個(gè)體的Ig分子共有的抗原特異性標(biāo)志，為種屬型標(biāo)志。同種型抗原決定基存在于IgC區(qū)，表現(xiàn)在全部Ig的類、亞類、型、亞型分子上。（二）同種異型：

同種異型（allotype）是指同一種屬不同個(gè)體間Ig分子所具有的不同抗原特異性標(biāo)志，為個(gè)體型標(biāo)志。同種異型抗原決定基主要分布在CH和CL，由同一基因座的不同等位基因所編碼。（三）獨(dú)特型：獨(dú)特型（idiotype，Id）是指同一個(gè)體內(nèi)，各免疫球蛋白分子可變區(qū)所具有的抗原特異性，其決定基又稱為獨(dú)特位(idiotope)。

當(dāng)前19頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白免疫球蛋白的血清型示意圖

當(dāng)前20頁，總共38頁。第三節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)活性和

各類Ig的主要特性免疫分子免疫球蛋白當(dāng)前21頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白一、免疫球蛋白的生物學(xué)活性（二）激活補(bǔ)體IgG1-3和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后，可因構(gòu)型改變而使其CH2/CH3功能區(qū)內(nèi)的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)暴露，從而激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑。IgG4、IgA和IgE的凝聚物可激活補(bǔ)體旁路途徑?？苟舅?外毒素中和毒素抗病毒抗體+病毒阻止病毒

感染細(xì)胞分泌型IgA+細(xì)菌抑制細(xì)菌

粘附（一）特異性結(jié)合抗原(VL·VH);當(dāng)前22頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白1.調(diào)理作用(IgG)：IgG與細(xì)菌等顆粒性抗原結(jié)合后，可通過其Fc段與巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)IgGFc受體結(jié)合，促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌等顆?？乖耐淌?，此即抗體的調(diào)理吞噬作用。

2.抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)：IgG與腫瘤或病毒感染的靶細(xì)胞結(jié)合后，可通過其Fc段與NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面相應(yīng)IgGFc受體結(jié)合，增強(qiáng)NK細(xì)胞和觸發(fā)吞噬細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用，此即ADCC效應(yīng)。

3.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)(IgE)：由IgE的Fc段結(jié)合肥大細(xì)胞與嗜堿粒細(xì)胞而使其成為致敏狀態(tài)。（三）結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體當(dāng)前23頁，總共38頁。當(dāng)前24頁，總共38頁。當(dāng)前25頁，總共38頁。當(dāng)前26頁，總共38頁。當(dāng)前27頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白（四）通過胎盤和粘膜在人類，IgG是唯一能通過胎盤的免疫球蛋白。IgG穿過胎盤的作用是一種重要的自然被動(dòng)免疫機(jī)制，對(duì)于新生兒抗感染具有重要意義。分泌型IgA可通過呼吸道和消化道的粘膜，是粘膜局部免疫的最主要因素。（五）具有抗原性

Ig本身也是一種抗原，可刺激產(chǎn)生抗Ig的抗體。當(dāng)前28頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白當(dāng)前29頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白二、五類免疫球蛋白的特性與功能1、

IgG多為單體,有四個(gè)亞類(IgG1～4);血清中含量最高，半衰期最長(zhǎng)。于出生后3個(gè)月開始合成，3～

5歲達(dá)成人水平。唯一能通過胎盤的抗體。能發(fā)揮重要的生物學(xué)效應(yīng)：調(diào)理作用、ADCC、激活補(bǔ)體、抗菌、抗毒和抗病毒作用、參與II、III型超敏反應(yīng)。當(dāng)前30頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白為五聚體，是分子量最大的Ig，稱巨球蛋白。半衰期短，約5～

10天。天然血型抗體是IgM。IgM是個(gè)體發(fā)育過程最早能產(chǎn)生的抗體，胚胎晚期已能合成，新生兒臍帶血中若IgM水平升高，表示該兒曾有宮內(nèi)感染。抗原刺激后出現(xiàn)最早的抗體。參與II、III型超敏反應(yīng)。2、IgM當(dāng)前31頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白3、IgA分為血清型和分泌型兩種。血清型IgA

多為單體，存在于血清中。分泌型IgA（SIgA）由J鏈連接的二聚體和分泌片組成。主要存在于初乳、唾液、淚液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道粘膜表面的分泌液中。分泌型IgA的合成和主要作用部位在粘膜，是參與粘膜局部免疫的主要抗體。

當(dāng)前32頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白4、IgDIgD是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志。B細(xì)胞的分化過程中首先出現(xiàn)SmIgM，后來出現(xiàn)SmIgD，其出現(xiàn)標(biāo)志著B細(xì)胞成熟了。當(dāng)前33頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白5、IgE又稱親細(xì)胞抗體參與I型超敏反應(yīng)抗寄生蟲的主要抗體CH2和CH3功能區(qū)可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞上的高親和力Fcε受體結(jié)合，引起I型超敏反應(yīng)當(dāng)前34頁，總共38頁。免疫分子免疫球蛋白第五節(jié)

人工制備抗體一、多克隆抗體

體內(nèi)多個(gè)B細(xì)胞克隆針對(duì)抗原物質(zhì)上不同決定簇所產(chǎn)生抗體的混合物，主要存在于血清中。多個(gè)抗原決定基——機(jī)體——多種抗體的混合物。來源廣泛，制備容易；特