第3講 免疫免疫球蛋白

第三講免疫球蛋白(第4章，P34)[目的要求]1.掌握免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、酶解片段，各類免疫球蛋白的生物學(xué)特性與功能。單克隆抗體的概念及特點(diǎn)。2.熟悉免疫球蛋白V區(qū)和C區(qū)的功能。3.了解多克隆抗體與單克隆抗體的制備方法。一、基本概念1.抗體(antibody,Ab)——指B細(xì)胞在識(shí)別抗原后經(jīng)過(guò)增殖、分化成漿細(xì)胞所合成、分泌的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白。這個(gè)概念主要是從生物學(xué)功能上講抗體球蛋白主要分布在

區(qū)，但抗體≠

球蛋白

2.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。免疫球蛋白是從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講的

抗體都是Ig，而Ig不一定都是抗體與抗體有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Ig基因結(jié)構(gòu)Tonegawa1987單克隆抗體Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫測(cè)定Yalow1977抗體分子結(jié)構(gòu)Edelman&Poter1972抗體生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治療vonBering1901二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（抗體的結(jié)構(gòu)）(一)基本結(jié)構(gòu)（單體分子）1.分子組成與構(gòu)型單體Ig由兩對(duì)相同的多肽鏈借鏈間二硫鍵相連而成，形似英文大寫“Y”Ig=2×(重鏈+輕鏈)2.重鏈（heavychain,H鏈）

由450-550個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約50-75kD。H鏈：,

,

,

,

.

(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg的類重鏈的免疫原性因其恒定區(qū)的氨基酸組成和排列順序不同而異。Ig亞類就同一類Ig，據(jù)其重鏈鉸鏈區(qū)的氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置的差異，又可分為不同的亞類。IgG可分為IgG1-IgG4；IgA可分為IgA1和IgA2。3.輕鏈(L鏈)每肽鏈大約由214個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約25kD。據(jù)其免疫原性不同分為

、

兩個(gè)型。▽1個(gè)Ig分子的兩條輕鏈的型別是相同的。▽同一類Ig分子中既有

型、又有

型。(二)Ig肽鏈的分區(qū)1.可變區(qū)(V區(qū))2.恒定區(qū)(C區(qū))N端C端VariableregionConstantregion高變區(qū)(hypervariableregions,HVR)

VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為高變區(qū)，或互補(bǔ)決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)，兩條肽鏈的6個(gè)高變區(qū)共同構(gòu)成一個(gè)與相應(yīng)抗原表位特異性結(jié)合部位，即形成一個(gè)與相應(yīng)抗原表位互補(bǔ)的表面，決定了抗體的特異性。

可變區(qū)(V區(qū))N-末端1/2L+1/4(1/5)H骨架區(qū)——維持高變區(qū)的空間構(gòu)型因其氨基酸的種類和排列順序隨抗體特異性的不同而千變?nèi)f化

HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3變化程度最高。恒定區(qū)(C區(qū))N端C端constantregion恒定區(qū)(C區(qū))C-末端1/2L+3/4(4/5)H該肽段的氨基酸種類和排列順序在同一種屬動(dòng)物的同一類Ig中都比較恒定

3.鉸鏈區(qū)⊕位于重鏈的CH1與CH2之間，包括H鏈間的二硫鍵；⊕富含脯氨酸,極富彈性；⊕有利于Ab與Ag的結(jié)合；⊕對(duì)蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE無(wú)鉸鏈區(qū)。

Hingeregion4.結(jié)構(gòu)域指Ig的H、L鏈中大約由110個(gè)氨基酸構(gòu)成的多肽段，因具有某種生物學(xué)功能，以前又稱為功能區(qū)。是一種由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形結(jié)構(gòu)(domain)。是Ig發(fā)揮各種功能的基本單位。IgG分子由兩條H鏈和兩條L鏈共價(jià)結(jié)合而成。輕鏈包括VL和CL兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，重鏈含有1個(gè)VH和3個(gè)CH結(jié)構(gòu)域。VH和VL共同組成抗原結(jié)合部位。Ig分子中線對(duì)稱，具有兩個(gè)相同的抗原結(jié)合部位。L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4

(IgM、IgE)分區(qū)二級(jí)結(jié)構(gòu)---β片層Ig是由幾股多肽鏈折疊而成的兩個(gè)反向平行的β片層，兩個(gè)β片層由一個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵垂直連接，形成“三明治”狀的“β桶狀結(jié)構(gòu)”。這種折疊方式稱為免疫球蛋白折疊，具有這類獨(dú)特折疊結(jié)構(gòu)的分子不僅有Ig，其他許多膜型和分泌型分子也含有該類結(jié)構(gòu)，因此這類分子被統(tǒng)稱為免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IgSF)。

Ig功能區(qū)的生物學(xué)功能VH+VL一個(gè)抗原結(jié)合位點(diǎn)——結(jié)合抗原CH+CL種屬型標(biāo)志——Ig的免疫原性(IgG)CH2(IgM)CH3(IgG)CH2C1q的結(jié)合位點(diǎn)——結(jié)合補(bǔ)體結(jié)合胎盤ＦcRn——介導(dǎo)IgG通過(guò)胎盤(IgG)CH3結(jié)合Fc

R——調(diào)理作用(MC,M,B,NK)ADCC(IgE)CH2+CH3結(jié)合Fc

R——I型超敏反應(yīng)(肥大細(xì)胞，嗜堿性粒細(xì)胞)(三)免疫球蛋白的其它成分1.J鏈

(joiningchain)由漿細(xì)胞合成的一富含半胱氨酸的多肽鏈；2.分泌片

(secretorypiece,SP)

▽具有保護(hù)SIgA的作用。是SIgA分子上的一個(gè)輔助成分。

功能:將單體Ig分子連接成為多聚體：SIgA二聚體和IgM五聚體。▽介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運(yùn)。(四)Ig的水解片段1.IgG的木瓜蛋白酶水解片段IgG2FabFc木瓜蛋白酶十fragmentofantigenbinding①中文：抗原結(jié)合片段

Fab②組成：一條完整的L鏈和一條H鏈N端1/2L+(VH+CH1)③功能：結(jié)合抗原即具有抗體活性，抗原結(jié)合價(jià)=1crystallizablefragment①中文:可結(jié)晶片段。(2)Fc

②組成:二條H鏈C端1/2(CH2+CH3，包括鉸鏈區(qū))。③功能:Fc段無(wú)抗原結(jié)合活性，是Ig與效應(yīng)分子(如補(bǔ)體)或細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞等)相互作用的部位。

2.IgG胃蛋白酶水解片段IgGF(ab’)2pFc’胃蛋白酶十由兩個(gè)Fab片段加鉸鏈區(qū)組成，抗原結(jié)合價(jià)=2。F(ab’)2由于F(ab’)2片段保留了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被廣泛用作生物制品。三、免疫球蛋白(抗體)的功能1.V區(qū)的功能2.C區(qū)的功能V區(qū):識(shí)別并特異性結(jié)合抗原1.V區(qū)的功能▽中和作用(病毒、毒素)▽阻斷病原入侵▽B細(xì)胞表面的IgM和IgD等(稱為BCR)能特異性地識(shí)別抗原

▽體外的抗原-抗體結(jié)合反應(yīng)2.C區(qū)的功能C1qr2s2(1)激活補(bǔ)體(2)結(jié)合細(xì)胞Fc受體▽介導(dǎo)調(diào)理作用▽介導(dǎo)ADCC作用▽介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)(3)穿越胎盤(IgG)(4)穿過(guò)黏膜(sIgA)調(diào)理作用(opsonization)

含義:指IgG抗體(IgG1和IgG3)的Fc段與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞上的IgGFc受體(FcR)結(jié)合，從而增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬功能的作用，稱為Fc調(diào)理。

Fc調(diào)理----抗原

+

IgG

Fc+吞噬細(xì)胞表面IgG

Fc受體-----促吞噬

ADCC作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)中文：抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。ADCC----靶細(xì)胞

+

IgG

Fc

+

效應(yīng)細(xì)胞表面IgG

Fc受體-----促殺傷靶細(xì)胞含義：指具有殺傷活性的細(xì)胞(如NK細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞等)通過(guò)其表面表達(dá)的Fc受體(FcR)結(jié)合包被于靶細(xì)胞(如細(xì)菌或