医学细胞生物学第4章免疫球蛋白.ppt
第四章第四章 免疫球蛋白免疫球蛋白l掌握：抗体与免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、免疫球蛋白的功能；五类免疫球蛋白的特性与功能l熟悉：免疫球蛋白的水解片断；多克隆抗体、单克隆抗体的概念l了解：免疫球蛋白的异质性教学目标教学目标抗体（抗体（Antibody,AbAntibody,Ab）是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。是介导体液免疫的重要效应分子，主要存在于血清等体液中。分泌型抗体与免疫球蛋白分泌型抗体与免疫球蛋白 (Immunoglobulin and Antibody Immunoglobulin and Antibody）阴极阴极阳极阳极AbAbIgIg免疫球蛋白免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig)Immunoglobulin,Ig)1.定义:是具有Ab活性或化学结构与抗体相似的球蛋白的统称。2.分型：分泌型(sIg)：血液、组织液;具有Ab的各种功能 膜 型(mIg)：构成B细胞膜上的BCR；和Ag特异性结合第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构 由两条相同的轻链由两条相同的轻链由两条相同的轻链由两条相同的轻链（Light ChainLight ChainLight ChainLight Chain）和两条相同和两条相同和两条相同和两条相同的重链（的重链（的重链（的重链（Heavy chainHeavy chainHeavy chainHeavy chain）通过通过通过通过链间二硫键连结形成。链间二硫键连结形成。链间二硫键连结形成。链间二硫键连结形成。NH2NH2NH2NH2（N N N N端）端）端）端）COOH COOH COOH COOH（C C C C端）端）端）端）L LH HCarbohydrateCarbohydrate轻链和重链轻链和重链轻链（L链）链 链重链（H链）:根据其抗原性的差异，人类Ig的H链分为 重链决定Ig类及亚类 链 链 链 链 链IgG IgA IgM IgD IgE正常人：2 ：1轻链决定型别 型 型可变区和恒定区可变区和恒定区V区：VL、VH 可变区（V区）：氨基酸种类、排列顺序差异较大，构成抗体的多样性。恒定区（C区）：氨基酸种类、排列顺序恒定C区：CL、CH 抗体分子的立体结构抗体分子的立体结构HVR3FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2Variability Index257550100Amino acid residue150100500高变区高变区互补决定区互补决定区 抗体与抗原决定簇结合的位置，又称为互补决定区（CDR），也是抗体分子的独特型决定簇(Idiotypes of antibody molecules,Id)的主要存在部位。铰链区铰链区 位于CH1和CH2之间，富含脯氨酸，易发生伸展和一定程度的移动，便于抗体更好地与抗原结合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。铰链区铰链区铰链区铰链区J链（joining chain）参与 IgA(H2L2)2与 IgM(H2L2)5连接 分泌片（secretory piece,SP）粘膜上皮细胞分泌保护 sIgA不被蛋白酶降解介导IgA的转运 J 链 J J J J 链链链链分泌链分泌链分泌链分泌链二、免疫球蛋白的其他成分二、免疫球蛋白的其他成分三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解裂解部位：铰链区二硫键N端侧裂解片段：2Fab+Fc FcFcFabFab Fab（fragment antigen binding）可与抗原结合的片断抗原结合价=1结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应特异性由 VH 和 VL决定Fc段（fragment crystallizable）-可结晶片段-多种生物 学功能裂解部位：铰链区二硫键C端侧裂解片段 F(ab)2+pFc 胃蛋白酶水解胃蛋白酶水解胃蛋白酶水解胃蛋白酶水解pFcpFc F(abF(ab)2 2F(ab)2：具双价抗体活性 能形成凝集或沉淀反应 生物制品应用pFc：无生物学活性的小碎片。免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区(结构域）结构域）Ig分子通过链内二硫键折叠或若干个能行使特定功能的球形单位，每个球形单位为一个功能区。L链：VL区、CL区H链：VH区、CH1区 CH2区 CH3区 CH4区(IgM、IgE)V V V V区区区区C C区区VL+VH功能区：抗原结合部位（2个）CH3功能区：是Ig与其Fc受体结合的部位(固定细胞）CL和CH 区：具有同种异型抗体的遗传标记。（2个）CH2区：IgG的补体结合点和通过胎盘的部位功能区的作用功能区的作用VH+VL 一个抗原结合位点一个抗原结合位点CH+CL同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记(IgG)CH2C1q的结合位点的结合位点(IgG)CH3结合结合Fc R(MC,M,B,NK)(IgM)CH3C1q的结合位点的结合位点(IgE)CH4(IgG)CH2+CH3结合结合Fc R(肥大细胞，嗜碱性粒细胞肥大细胞，嗜碱性粒细胞)通过胎盘通过胎盘抗抗原原 B细胞表位 抗体 CDR表位VL+VHVL+VH功能区：抗原结合部位功能区：抗原结合部位AbAbAgAg 40nm 抗 原抗体 抗 原 IgG CH3区：可与单核-M细胞、B细胞、NK细胞、中性粒细胞上的IgG-Fc受体结合调理吞噬、ADCC。IgG CH2区：补体结合点和通过胎盘的部位。第二节第二节 免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性一、免疫球蛋白的类型类：IgG IgA IgM IgD IgE亚类：IgG 1-4，IgA1-2型：型 型亚型：OZ(+),OZ(-)二、免疫球蛋白的多样性二、免疫球蛋白的多样性三、免疫球蛋白的血清型三、免疫球蛋白的血清型 同种型（isotype）同种异型（allotype）独特型（idiotype，Id)第三节第三节 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能一、IgV的功能特异性结合抗原:中和外毒素、病毒，阻止细菌粘附于宿主细胞。中和作用中和作用二、二、Ig CIg C区的功能区的功能激活补体结合Fc受体通过胎盘和粘膜IgGIgG分子结合抗原前后的构象变化分子结合抗原前后的构象变化FabFab段段FcFc段段C1q C1q 结结合位点合位点被屏障被屏障结合抗原之前结合抗原之前 C CH1H1 C CH2H2暴露的暴露的C1qC1q结结合位点合位点结合抗原之后结合抗原之后IgM CH3IgM CH3区，区，IgG CH2IgG CH2区区激激活活补补体体经经典典途途径径调理吞噬作用调理吞噬作用ADCCADCC作用作用第四节第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能IgG血清中含量最高、半衰期最长的抗体唯一能通过胎盘的Ig，对新生儿抗感染起重要作用再次应答的主要抗体具有多种功能：结合、凝集抗原中和细菌毒素、中和病毒激活补体调理吞噬ADCC分子量最大的分子量最大的 IgIg（五聚体，有4个CH结构域）在个体发育过程中最早出现的抗体（胚胎发育晚期即可出现）初次应答的主要抗体，近期感染的指标初次应答的主要抗体，近期感染的指标激活补体、裂解细菌、调理吞噬等作用均比IgG更有效不能通过胎盘血清IgM是五聚体结构，膜型IgM（serfase IgM，sIgM）是单体结构。sIgM 是 BCR。IgM IgM IgMIgMIgMIgM J J J J 链链链链IgM IgM 抗抗 体体 结结 构构分分分分 泌泌泌泌 型型型型 IgMIgMIgMIgM膜膜膜膜 型型型型 IgMIgMIgMIgMsIgMsIgMsIgMsIgM Iga Iga Iga Iga IgbIgbIgbIgb Iga Iga Iga Iga IgbIgbIgbIgb分泌型IgA：由两个IgA单体与J 链和分泌片结合而成二聚体结构；是人体外分泌液中的主要抗体；由黏膜相关淋巴组织（MALT）产生，对防御病原微生物入侵起重要作用，又称为局部防御性抗体。在粘膜局部抗感染中发挥重要作用。IgAIgAJ J J J 链链链链分泌片分泌片分泌片分泌片有两型：血清IgA（单体）和分泌型IgA（二聚体）。IgDIgDIgDIgD分子的结构分子的结构分子的结构分子的结构IgDIgD血清IgD：含量低。膜型IgD：存在于成熟B细胞表面，为BCR，是B细胞成熟的标志。IgEIgEIgEIgE分子的结构分子的结构分子的结构分子的结构IgEIgE血清含量最低IgE没有铰链区，有4个CH结构（CH14）CH2、CH3能够与肥 大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE-Fc受体结合，介导型超敏反应。调理吞噬调理吞噬 +？第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体一、多克隆抗体一、多克隆抗体（polyclonal antibodypolyclonal antibody）指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。实际意义：（1）预防、治疗感染性疾病，如：破伤风抗毒素血清 抗破伤风，胎盘球蛋 白 抗病毒感染等，副作用：超敏反应 （2）临床诊断，如：肥达氏反应-伤寒、副伤 寒，缺点：特异性差。二、单克隆抗体二、单克隆抗体（monoclonal antibody,McAbmonoclonal antibody,McAb）由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的特异性抗体。特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞：骨髓瘤细胞-无限增殖；免疫B细胞-合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术-HAT培养基：次黄嘌(H),氨基蝶呤(A)和 胸腺嘧啶核苷(T)。三、三、基因工程抗体基因工程抗体(genetic engineering genetic engineering antibodyantibody)在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。如：人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody)改型抗体(reshaped humanized antibody)小分子抗体：Fab片段 Fc片段 Fv片段 双特异性抗体(bispecific antibody)：如：Ig-融合蛋白，抗体导向酶等。小小 结结1.抗体和免疫球蛋白的概念的结构：重链和轻链，可变区和恒定区，铰链 区，结构域，J连，分泌片 的水解片段：Fab，Fc，F(ab)2的异质性：同种型，同种异型，独特型的功能：结合抗原，激活补体，结合Fc受体，穿过粘膜和胎盘6.各种Ig的特性和功能7.单克隆抗体，基因工程抗体思考题思考题名词解释：抗体（Ab）免疫球蛋白（Ig）Ig超变区 Ig可变区 Ig恒定区 CDR Fab Fc 单克隆抗体 问答题：1.试述抗体分子的分子结构、功能区和酶解片断。2.简述抗体的主要生物学功能。3.简述五类Ig分子的特性及功能。4.抗体分子的Fc受体主要有哪些？各有何作用？
