免疫球蛋白--劉丕菊.ppt

1、,免疫球蛋白,酶聯(lián)組-劉丕菊,2012年1月,免疫球蛋白,一、免疫球蛋白的概念 二、免疫球蛋白的分類 三、免疫球蛋白的空間結(jié)構(gòu) 四、各類免疫球蛋白的特性與功能 五、基因 六、疾病,一、概念,免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是機(jī)體受抗原刺激后，由淋巴細(xì)胞特別是漿細(xì)胞合成的一類具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。 主要存在于血清、血漿和外分泌液中，也見于組織和其他體液中。,二、免疫球蛋白分類,人類免疫球蛋白Ig根據(jù)其重鏈穩(wěn)定區(qū)的分子結(jié)構(gòu)和抗原特異性的不同，分為五類：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE，其重鏈分別為：、 輕鏈可分為兩型：、型 IgG，IgD，IgE均為單體，

2、分泌液中IgA（SIgA）是雙體，IgM是五聚體。,Ig 分子的基本結(jié)構(gòu)四鏈結(jié)構(gòu)單位 各種 Ig 都含有 4 條肽鏈組成的基本結(jié)構(gòu)單位，即 2 條相同而分子量較大的重鏈（heavy chain, H 鏈）和 2 條相同而分子量較小的輕鏈（light chain, L 鏈）。 重鏈和輕鏈之間以及重鏈和重鏈之間均借鏈間二硫鍵共價(jià)結(jié)合，加上分子內(nèi)的非共價(jià)鍵維系整個(gè)穩(wěn)定的 Ig 分子結(jié)構(gòu)。,三、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),3.1、Fab 區(qū)空間結(jié)構(gòu),Fab區(qū)含有四個(gè)結(jié)構(gòu)域，即兩個(gè) V 區(qū)（VH，VL ）、兩個(gè) C 區(qū)（CH1，CL ）。 每一個(gè)結(jié)構(gòu)域都由兩層 heet組成，每層中含有 3 段或 4 段走向相反的

3、多肽鏈。層與層之間由二硫鍵相連 結(jié)構(gòu)域內(nèi)充滿疏水性側(cè)鏈，在每段走向相反的相鄰肽鏈之間均有氫鍵存在 。 C 區(qū)中肽鏈排列較有規(guī)則，表面之間高度互補(bǔ)；而 V 區(qū)有一些額外肽環(huán)不參與兩層 heet 構(gòu)造，表面之間互補(bǔ)性差，形成圓錐形穴槽，成為抗原結(jié)合部位。,Fc 區(qū)有 4 個(gè)結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域也由兩層 heet組成。有糖鏈結(jié)合部位，各肽段間由氫鍵維系,3.2、Fc 區(qū)的空間結(jié)構(gòu),3.3、抗原結(jié)合部位構(gòu)造 VH 與 VL 中氨基酸序列變化有一定規(guī)律性。 輕鏈: 有 3 個(gè)特殊易變部位，在第 30 位(L1)、第50 位(L2)和第 100位(L3)氨基酸殘基附近； 重鏈: 有 4 個(gè)特殊易變部位，在第

4、 30(H1)、50(H2)、80(H3) 和第100 位(H4)氨基酸殘基附近。 這些部位稱為超變區(qū)或互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determing region, CDR），分別以L1、L2、L3、H1、H2、H3和H4表示。這些超變區(qū)直接參與了抗原結(jié)合部位組成.,可變區(qū) 根據(jù)氨基酸排列順序的不同分為可變區(qū)（V）和恒定區(qū)（C）。 比較不同抗體V區(qū)的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序特別易變化，這些區(qū)域稱為高變區(qū)。三個(gè)高變區(qū)共同組成Ig的抗原結(jié)合部位，該部位也稱為互補(bǔ)性決定區(qū)。,恒定區(qū) 重鏈和輕鏈的C區(qū)分別稱為CH和CL，不同類Ig的重鏈CH長度不一

5、，同一種屬動(dòng)物中，同一類別Ig分子C區(qū)氨基酸的組成和排列順序比較恒定。,鉸鏈區(qū) 因位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,蛋白酶的酶解 木瓜蛋白酶(papain)：兩個(gè)Fab、一個(gè) Fc 胃蛋白酶(pepsin)：一個(gè)具雙活性的F(ab)2 、若干pFc碎片,四、免疫球蛋白的功能,免疫球蛋白的功能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。Ig 具有雙重功能： 識(shí)別抗原并與抗原發(fā)生特異性結(jié)合； 效應(yīng)功能，即激活補(bǔ)體C1q 和親細(xì)胞性； 因此，Ig分子像一個(gè) “轉(zhuǎn)換器”，當(dāng)它和抗原結(jié)合后能激發(fā)Ig分子構(gòu)象發(fā)生變化，鉸鏈區(qū)部分發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使Ig分子上被掩蓋的功能區(qū)暴露出

6、來，導(dǎo)致一系列的生物學(xué)效應(yīng)。,每個(gè)功能區(qū)約由110個(gè)氨基酸組成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。其二級結(jié)構(gòu)是反向平行的片層。,Fab區(qū)含有四個(gè)結(jié)構(gòu)域，即兩個(gè) V 區(qū)（VH，VL ）、兩個(gè) C 區(qū)（CH1，CL ）; Fc 區(qū)有2個(gè)結(jié)構(gòu)域，即每條重鏈的恒定區(qū)各一個(gè)CH1、 CH2。下面是各區(qū)的功能：,BACK,五類免疫球蛋白的特性與功能,1）IgG 四個(gè)亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能通過胎盤； 2）IgM 五個(gè)單體J鏈連接，最早、可診斷宮內(nèi)及近期感染； 3）IgA 單體：血清，雙體：外分泌液； 4）IgD 含量低、B細(xì)胞成熟標(biāo)志； 5）IgE 含量最低、親細(xì)胞、超敏反應(yīng)/寄生蟲免疫；,五、

7、免疫球蛋白的基因,每種肽鏈的編碼基因可分為編碼V 區(qū)的和編碼 C區(qū)的兩大部分； 不同的 V 基因是由少數(shù)原始分隔的種系基因片段,在 T、B 淋巴細(xì)胞發(fā)生過程中通過重排的過程組合、拼接而成，從而產(chǎn)生識(shí)別巨大數(shù)量的特異抗原的抗體； 重鏈V 區(qū)基因是由三種種系基因片段：V、D、J拼接而成； 輕鏈 V 區(qū)基因是由 V、J 兩個(gè)基因片段拼接成的； V 區(qū)基因的下游是編碼 C 區(qū)的基因； 種系基因結(jié)構(gòu)中 V、D、J 片段各有多個(gè)，在一個(gè)淋巴細(xì)胞細(xì)胞中只有一個(gè)片段參與組成抗體 V 區(qū)的編碼基因；,六、免疫球蛋白應(yīng)用,一、Ig 與變態(tài)反應(yīng)性疾病 二、Ig與漿細(xì)胞疾病 三、Ig 與免疫缺陷性疾病,一、變態(tài)反應(yīng)性

8、疾病 變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制不一，臨床的癥狀表現(xiàn)也各異； IgE的主要功能是具有親細(xì)胞性。機(jī)體受抗原（過敏原）刺激后產(chǎn)生的IgE 可與靶細(xì)胞（嗜堿性粒細(xì)胞或肥大細(xì)胞）上 IgE 的Fc 受體結(jié)合，使靶細(xì)胞致敏，當(dāng)致敏的靶細(xì)胞再次受到過敏原刺激后，過敏原與相鄰兩IgE 的 Fab端發(fā)生橋聯(lián)，橋聯(lián)作用可激活細(xì)胞內(nèi)一系列； 生化反應(yīng)： （1）釋放組胺、激肽、5-羥色胺等介質(zhì),（2）IgE-Fc 受體的連接可使細(xì)胞膜磷脂發(fā)生降解，釋放花生四烯酸, 并進(jìn)一步合成白三烯、前列腺素、血小板激活因子等介質(zhì)。 引起微血管壁通透性增強(qiáng)、毛細(xì)血管擴(kuò)張， 引起局部紅腫；使平滑肌收縮，支氣管痙攣等。 速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)出現(xiàn)過敏

9、性鼻炎、哮喘和特應(yīng)性皮炎等。,例如青霉素藥物過敏,青霉素 (體內(nèi)體外) 可分解成小分子青霉烯酸，95%的青霉烯酸與組織蛋白質(zhì)結(jié)合形成完全抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生IgE，同時(shí)也產(chǎn)生IgG，由于 IgG 與抗原的親和力比IgE 大，因此IgE 的致敏不強(qiáng)，這種IgG 稱為封閉抗體。 剩下的 5% 青霉烯酸繼續(xù)分解成青霉素酸，與組織蛋白質(zhì)結(jié)合后，刺激機(jī)體只產(chǎn)生IgE，而不產(chǎn)生IgG，因此可引起過敏反應(yīng)。,二、Ig與漿細(xì)胞疾病,漿細(xì)胞是B 淋巴細(xì)胞增殖分化的最終細(xì)胞，它具有分泌 Ig 功能。惡性的漿細(xì)胞疾病常呈現(xiàn)單細(xì)胞株增殖，產(chǎn)生一種均一性的單克隆Ig，稱為M 蛋白。漿細(xì)胞疾病有多發(fā)性骨髓瘤、巨球蛋白血癥和重鏈病等；,三、免疫缺陷性疾病,