第篇蛋白類(lèi)生物活性物質(zhì)

目錄一.免疫球蛋白

基本概念、分布、結(jié)構(gòu)與組成牛乳中的免疫球蛋白、免疫球蛋白的生物學(xué)功能二.乳鐵蛋白

基本性質(zhì)、生物活性及其影響因素乳鐵蛋白的分離方法1目前一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)第一節(jié).免疫球蛋白一、免疫球蛋白基本概念（1）免疫球蛋白（Immunoglobulin，簡(jiǎn)稱(chēng)Ig）是一類(lèi)具有抗體活性，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白。免疫球蛋白不僅存在于血液中，還存在于體液、粘膜分泌液以及B淋巴細(xì)胞膜中。它是構(gòu)成體液免疫作用的主要物質(zhì)，與補(bǔ)體結(jié)合后可殺死細(xì)菌和病毒，因此，可增強(qiáng)機(jī)體的防御能力。目前，食物來(lái)源的免疫球蛋白主要是來(lái)自乳、蛋等畜產(chǎn)品。特別是近年來(lái)人們對(duì)牛初乳和蛋黃來(lái)源的免疫球蛋白研究開(kāi)發(fā)的較多。目前二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（2）免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與組成免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu)3目前三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)1、基本結(jié)構(gòu)：鏈間二硫鍵連接四肽鏈構(gòu)成單體。重鏈和輕鏈可變區(qū)和恒定區(qū)鉸鏈區(qū)結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)）4目前四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)重鏈和輕鏈重鏈(heavychain，H)：由450～550個(gè)氨基酸殘基組成，根據(jù)重鏈恒定區(qū)免疫原性的差異分5類(lèi)

IgM.(μ鏈)、IgD(δ鏈)、IgG.(γ鏈)、IgA.(α鏈)、IgE.(ε鏈)。輕鏈(lightchain，L)：由214個(gè)氨基酸殘基組成，根據(jù)輕鏈恒定區(qū)免疫原性的差異分為兩型κ型、λ型。型型5目前五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)：N端1／4區(qū)域因氨基酸組成及排列順序多變，稱(chēng)重鏈可變區(qū)（VH區(qū)），特別是其中第31～35，49～66，86～91和101～110位置上的氨基酸具有更大的變異性，稱(chēng)之為超變區(qū)（HV區(qū)）。恒定區(qū)：重鏈可變區(qū)中非HV區(qū)部分稱(chēng)為骨架區(qū)。重鏈?zhǔn)Ｓ?／4區(qū)域因氨基酸組成和排列順序變化較小且相對(duì)穩(wěn)定，稱(chēng)重鏈恒定區(qū)（CH區(qū)）。6目前六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)鉸鏈區(qū)Hingeregion位置

位于CH1與CH2之間(IgM和IgE無(wú)鉸鏈區(qū))特點(diǎn)

(1)富含脯氨酸，易伸展彎曲，有利于結(jié)合Ag表位；

(2)對(duì)蛋白酶（木瓜蛋白酶和胃蛋白酶）敏感。7目前七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)Ig的多肽分子約110個(gè)氨基酸可折疊由鏈內(nèi)二硫鍵連接的、具有特定功能的單位。功能區(qū)（結(jié)構(gòu)域domain）8目前八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)第三節(jié)各種Ig的分類(lèi)試比較各類(lèi)Ig的異同點(diǎn)?9目前九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)DepartmentofMicrobiology&Immunology?2006MBS2023/4/3010目前十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白A結(jié)構(gòu)11目前十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白G結(jié)構(gòu)12目前十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)1)工gG:出生3個(gè)月開(kāi)始形成。血清中主要的杭體成分，在機(jī)體免疫防護(hù)中起著主要的作用，約占血清總工g的75%。工gG是唯一能通過(guò)胎盤(pán)的工g。血清和細(xì)胞外液中含量最高，唯一通過(guò)胎盤(pán)；半衰期20-23天，再次免疫應(yīng)答產(chǎn)生的主要抗體；功能：抗感染（抗菌、抗病毒和中和毒素）；調(diào)理作用、ADCC，活化補(bǔ)體，協(xié)同凝集及引起II、III型超敏反應(yīng)等；運(yùn)用：結(jié)合SPA（葡萄球菌蛋白Ａ），純化抗體，并用于免疫診斷。IgG—機(jī)體抗感染的“主力軍”13目前十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)IgM—機(jī)體抗感染的“先頭部隊(duì)”血清型（五聚體）分子量最大；個(gè)體發(fā)育中合成最早，機(jī)體受Ag刺激后最早出現(xiàn)的抗體，分布于血清內(nèi)，半衰期較短。天然（血型）抗體、類(lèi)風(fēng)濕因子屬此類(lèi)功能具有強(qiáng)大的殺菌、激活補(bǔ)體、免疫調(diào)理和凝集作用運(yùn)用感染的早期診斷，宮內(nèi)感染（臍帶血IgM水平增高）膜型（單聚體）B淋巴細(xì)胞膜表面；是B細(xì)胞表面特有標(biāo)志。14目前十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)血清型：?jiǎn)误w，有IgA1和IgA2亞類(lèi)分泌型（SIgA）：雙體主要分布：初乳、唾液、淚液及與粘膜相關(guān)的外分泌液中。（嬰兒可從初乳中獲得高濃度的SIgA為自然被動(dòng)免疫）功能：局部抗感染。IgA—機(jī)體抗感染的“邊防軍”15目前十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)IgD—B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記血清中含量低（1%），半衰期3天，其作用尚不清楚mIgD可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD。mIgMmIgD成熟B細(xì)胞活化B細(xì)胞未成熟B細(xì)胞16目前十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)IgE—親細(xì)胞抗體正常人血清含量極低；過(guò)敏性疾病和腸道蠕蟲(chóng)感染時(shí)，IgE對(duì)肥大細(xì)胞及嗜堿性粒細(xì)胞具有高度親和性。功能參與I型超敏反應(yīng)；抗寄生蟲(chóng)感染等。17目前十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（3）牛乳中免疫球蛋白乳?；蚱渌锓N通過(guò)乳腺分泌的免疫球蛋白并非乳腺獨(dú)有的產(chǎn)物，乳腺局部合成與機(jī)體其他部位合成的免疫球蛋白完全相同?，F(xiàn)已經(jīng)證實(shí)，牛初乳中存在IgG、IgA、IgM、IgE和lgD等5類(lèi)Ig，其中IgD尚未發(fā)現(xiàn)具有作為功能性食品的潛力。IgG是牛初乳和常乳中含量最高的Ig，例如牛初乳中IgG占Ig總量的55％以上。IgG占血清Ig總量的75％～80％，多以單位形式存在，分子質(zhì)量為149680。IgG也是血清半衰期（約23天）最長(zhǎng)的Ig，主要由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成，是機(jī)體重要的抗菌、抗病毒和抗毒素抗體。目前十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)牛初乳Ig在乳牛體內(nèi)半衰期約21天，但牛犢持續(xù)攝入初乳在4～6個(gè)月內(nèi)均有較強(qiáng)的抗病能力。IgG更是惟一能通過(guò)胎盤(pán)的抗體，故對(duì)哺乳動(dòng)物新生幼仔、新生兒抗感染起重要作用，通常嬰兒出生后3個(gè)月內(nèi)不能合成IgG。牛乳和人乳免疫球蛋白含量比較目前十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（4）免疫球蛋白的生物學(xué)功能（一）與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合：免疫球蛋白最主要的功能是能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，在體外引起各種抗原-抗體的反應(yīng)?？乖梢允乔秩肴梭w的菌體、病毒或毒素，它們被Ig特異性結(jié)合后便喪失破壞機(jī)體健康的能力。需指出，若Ig發(fā)生變性，空間構(gòu)象發(fā)生變化便可能無(wú)法與抗原發(fā)生特異性結(jié)合，即喪失了相應(yīng)的抗病能力。（二）活化補(bǔ)體：IgG1～3和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后，可活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑（Classicalpathway，CP），即抗原—抗體復(fù)合物刺激補(bǔ)體固有成分C1－C9發(fā)生酶促連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)，最終發(fā)生細(xì)胞溶解作用的補(bǔ)體活化途徑。（三）結(jié)合細(xì)胞產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)：免疫球蛋白（Ig）能夠通過(guò)其FC段與多種細(xì)胞（表面具有相應(yīng)FC受體）結(jié)合，從而產(chǎn)生多種不同的生物效應(yīng)。（四）通過(guò)胎盤(pán)傳遞免疫力：Ig的轉(zhuǎn)移方式，不同類(lèi)型的Ig在不同的動(dòng)物的母體和幼體間有不同的Ig轉(zhuǎn)移方式，對(duì)于在多種病原菌中出生的幼體，母親傳遞給幼體多種抑菌物質(zhì)，Ig是其中最主要的一種。目前二十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)21目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)免疫球蛋白V區(qū)的功能特異性識(shí)別結(jié)合抗原中和毒素阻斷病原體入侵22目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)C區(qū)的功能激活補(bǔ)體：溶解細(xì)胞或細(xì)菌人IgG1-3，IgM活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑；凝集IgG4，IgA活化補(bǔ)體旁路途徑。IgG1～3和IgM與相應(yīng)抗原結(jié)合后，可活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑（CP），即抗原—抗體復(fù)合物刺激補(bǔ)體固有成分C1－C9發(fā)生酶促連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)，最終發(fā)生細(xì)胞溶解作用的補(bǔ)體活化途徑。23目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)細(xì)胞親嗜性與細(xì)胞表面FcR結(jié)合1、調(diào)理作用；2、抗體依賴(lài)與吞噬細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用；3、介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)24目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)25目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)第二節(jié).乳鐵蛋白一、Lf的基本結(jié)構(gòu)和組成乳鐵蛋白是一種天然蛋白質(zhì)的降解物，存在于牛乳和母乳中。乳鐵蛋白晶體呈紅色，是一種鐵結(jié)合性糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量為77100±1500。牛乳鐵蛋白的等電點(diǎn)（pI）為8，比乳鐵蛋白高2個(gè)pH單位。在1分子乳鐵蛋白中，含有2個(gè)鐵結(jié)合部位。其分子由單一肽鍵構(gòu)成，谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和丙氨酸的含量較高；除含少量半胱氨酸外，幾乎不含其他含硫氨基酸；終端含有一個(gè)丙氨酸基團(tuán)。通過(guò)Lf的組成和氨基酸順序分析，證明它是由轉(zhuǎn)鐵蛋白（Transferrin，Tf）演變而來(lái)。各種哺乳動(dòng)物（如人、羊、牛）的乳鐵蛋白在氨基酸排列上有較小的差異。Lf的相對(duì)分子質(zhì)量是77000±2000，它是一種鐵結(jié)合糖蛋白，1分子Lf能結(jié)合兩個(gè)Fe3＋離子，含15～16個(gè)甘露糖，5～6個(gè)半乳糖，10～11個(gè)乙酰葡萄糖胺和1個(gè)唾液酸，其中中性糖8.5％，氨糖2.7％。目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（二）Lf的金屬結(jié)合性質(zhì)1分子飽和Lf中含兩個(gè)Fe3＋離子。乳鐵蛋白不僅能結(jié)合Fe3＋，且對(duì)Cu2＋也有結(jié)合作用，其結(jié)合能力也是每個(gè)Lf分子含兩個(gè)Cu2＋。在乳鐵蛋白和Fe或Cu形成絡(luò)合物的過(guò)程中有碳酸氫鹽的參與，F(xiàn)e或Cu和碳酸氫鹽的比例為1︰1，碳酸氫鹽的存在對(duì)絡(luò)合物的生成有催化作用。維生素C對(duì)缺鐵Lf的飽和過(guò)程也有催化作用，維生素C的存在有利于飽和Lf的形成，Tf也有類(lèi)似的性質(zhì)。用XRD實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Tf的鐵結(jié)合2個(gè)酪氨酸，1個(gè)組氨酸，1個(gè)天冬氨酸和碳酸根，碳酸根上連接1個(gè)精氨酸和水分子，這種模式是否和Lf一樣，尚需實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步證實(shí)。目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（三）Lf的生物活性乳鐵蛋白具有結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)鐵的能力，到達(dá)人體腸道的特殊接受細(xì)胞中后再釋放出鐵，這樣就能增強(qiáng)鐵的吸收利用率，降低有效鐵的使用量，減少鐵的負(fù)面影響。乳鐵蛋白還有多種生物活性，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：①刺激腸道中鐵的吸收。②抑菌作用，抗病毒效應(yīng)。③調(diào)節(jié)吞噬細(xì)胞功能。④調(diào)節(jié)發(fā)炎反應(yīng)，抑制感染部位炎癥。⑤抑制由于Fe2＋引起的脂氧化，F(xiàn)e2＋或Fe3＋的生物還原劑（如抗壞血酸鹽）是脂氧化的誘導(dǎo)劑。目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（四）Lf生物活性的影響因素鐵蛋白的生物活性受多種因素的制約，鹽類(lèi)、鐵含量、pH、抗體或其他免疫物質(zhì)、介質(zhì)等均有影響。它的鐵含量對(duì)其抑菌作用有決定性作用，碳酸鹽的存在可明顯增強(qiáng)其抑菌能力，而檸檬酸鹽的增加卻明顯減弱其抑菌能力。另外，它的抑菌效果還與pH密切相關(guān)，在pH7.4時(shí)效果明顯高于pH6.8，pH<6基本無(wú)抑菌作用。Lf對(duì)多種病原菌有抑制作用，服用含Lf的食品或制劑，對(duì)抑制腸道的病原菌，增加有益菌類(lèi)和平衡腸道菌群，均有較好的作用。目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)二、Lf的分離方法目前報(bào)道的Lf分離方法很多，主要有色譜法（吸附色譜法、離子交換色譜法、親合色譜法、固定化單系抗體法等）和超濾法。色譜法的優(yōu)點(diǎn)是分離效果好、純度高，抗體被固定化可重復(fù)使用，其缺點(diǎn)是柱的制備工藝復(fù)雜，抗體成本昂貴，難以工業(yè)化生產(chǎn)。超濾法操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用相對(duì)較低，易于形成工業(yè)化規(guī)模，其缺點(diǎn)是乳鐵蛋白純度較低，膜需經(jīng)常清洗。超濾法是生產(chǎn)食品用乳鐵蛋白最具實(shí)現(xiàn)工業(yè)化潛力的方法之一。目前三十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)習(xí)題集1．下列五類(lèi)Ig的特性哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的IgG是唯一通過(guò)胎盤(pán)的免疫球蛋白SIgA多為雙聚體IgM分子量最大免疫應(yīng)答過(guò)程中產(chǎn)生最早的是IgG正常血清中IgE含量最少2．Ig分成五類(lèi)的依據(jù)是VL抗原特異性的不同VH抗原特異性的不同CL抗原特異性的不同CH抗原特異性的不同CL及CH抗原特異性的不同4．下列哪種液體中分泌型IgA的含量最高唾液尿液初乳支氣管粘液腸道分泌液31目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)習(xí)題集5．五種免疫球蛋白的分類(lèi)是根據(jù)H鏈和L鏈均不同V區(qū)不同L鏈不同H鏈不同連接H鏈的二硫鍵位置和數(shù)目不同6．半衰期最長(zhǎng)的Ig是IgMIgEIgGIgAIgD7．Ig分成各種型及亞型的依據(jù)是VL抗原特異性的不同VH抗原特異性的不同CL抗原特異性的不同CH抗原特異性的不同CL及CH抗原特異性的不同32目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)習(xí)題集8．胎兒在宮腔內(nèi)感染，臍帶血或新生兒外周血中何種Ig水平升高IgMIgEIgGIgAIgD9．免疫球蛋白的超變區(qū)位于VH和CHVL和VHFC段VH和CLCL和CH10．在局部黏膜抗感染中發(fā)揮重要作用的Ig是IgMIgGIgESIgAIgD11．新生兒通過(guò)自然被動(dòng)免疫從母體獲得的主要Ig是A.IgG和IgMB.IgD和SIgAC.SIgA和IgGD.IgM和IgEE.IgE和IgD33目前三十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)習(xí)題集12．