免疫球蛋白与抗体 .ppt
第三章第三章 免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体（抗体（antibody，Ab)是是B细胞识别抗原后增细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。异性地结合，具有免疫功能。免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的关系免疫球蛋白与抗体的关系所所有有的的抗抗体体都都是是免免疫疫球球蛋蛋白白，但但并并非非所所有有的的免疫球蛋白都是抗体。免疫球蛋白都是抗体。免免疫疫球球蛋蛋白白是是结结构构和和化化学学上上的的概概念念，抗抗体体是是生物学和功能上的概念。生物学和功能上的概念。IgIg可分为二类：可分为二类：分分泌泌型型(secreted(secreted IgIg，sIg)sIg)：存存在在于于体体液液(血清、组织液血清、组织液,外分泌液外分泌液)。膜膜型型(membrane(membrane IgIg，mIg)mIg)：即即B B细细胞胞膜膜上上的抗原受体。的抗原受体。第一节第一节第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构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四四肽肽链链结结构构：所所有有Ig的的基基本本单单位位都都是是四四条条肽肽链链的的对对称称结结构构。两两条条重重链链（H）和和两两条条轻轻链链（L）。每每条条重链和轻链分为氨基端和羧基端。重链和轻链分为氨基端和羧基端。人类人类Ig根据其重链（根据其重链（重链重链分别为：分别为：、）恒定区的分子结构和抗原特）恒定区的分子结构和抗原特异性的不同，分为五类：异性的不同，分为五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE；轻链可分为两型：轻链可分为两型：、型。型。一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构IgIgIg的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（的两条长链称为重链（Heavy chain,HHeavy chain,HHeavy chain,H链）链）链）链）链）链）重链可分为重链可分为重链可分为重链可分为重链可分为重链可分为 、链链链链链链 IgIg的两条短链称为轻链（的两条短链称为轻链（的两条短链称为轻链（的两条短链称为轻链（Light chain,LLight chain,L链）链）链）链）可分为可分为可分为可分为、型。每个型。每个型。每个型。每个IgIg分子的分子的分子的分子的两条轻链完全相同两条轻链完全相同两条轻链完全相同两条轻链完全相同。IgM IgG IgA IgD IgE 可变区（V区）：根据氨基酸排列顺序的不同分为可变区（V区）和恒定区（C区）。比较不同抗体V区的氨基酸序列，发现VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化，这些区域称为高变区（HVR）。三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，该部位也称为互补性决定区（CDR）。一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构高变区高变区恒定区（恒定区（C区）：区）：重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同类Ig的重链CH长度不一，同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构铰链区：位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的结构二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区每个功能区约由110个氨基酸组成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。其二级结构是反向平行的片层。IgG,IgA,IgD:轻链轻链:VL,CL 重链重链:VH,CH1,CH2,CH3IgM,IgE:轻链轻链:VL,CL 重链重链:VH,CH1,CH2,CH3,CH4各功能区的功能VL,VH:超变区（互补决定区、CDR):与抗原 特异性结合部位；CL,CH1:同种异型的遗传标记；CH2（IgG）、CH3(IgM):补体C1q结合点；IgG CH2:通过胎盘；IgM、IgG CH3：与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、B细胞表面的FcR结合；IgE CH2和CH3：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞 表面的IgE FcR结合；铰链区：适于V区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹性和伸展性，能使Ab与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。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IgG：得到两个相同的Fab（Fragment antigen binding抗原结合片段）段和一个Fc（Fragment crytallizable可结晶片段）段。胃蛋白酶裂解IgG：得到一个具有双价活性的F（ab）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc）四、四、J J链和分泌片链和分泌片（一）连接链（一）连接链（J J链）链）由浆细胞合成的一种糖蛋白；IgA(二聚体)和IgM（五聚体）含有J链；可稳定Ig形成二聚体、五聚体或多聚体的成份。（二）分泌片（二）分泌片（SPSP）是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，由粘膜 上皮细胞合成和分泌；1、保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏；2、介导IgA二聚体的从粘膜下到粘膜表面的转运IgG于出生后于出生后3个月开始合成，个月开始合成，4个亚类；个亚类；IgG为为单单体体，半半衰衰期期约约20-30天天，血血清清含含量量最最高高，占占血血清清免免疫疫球球蛋蛋白白总总量量的的75-80%，是是血血清中主要的清中主要的抗感染抗体抗感染抗体；IgG是唯一能是唯一能通过胎盘通过胎盘的抗体；的抗体；一、一、IgG第二节第二节 五类五类IgIg的特性与作用的特性与作用通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合，可用于免疫学诊断和IgG抗体的纯化；具有抗菌、抗毒素的作用；参与、型超敏反应。BACK二、二、IgM五聚体，是分子量最大的Ig，又称为巨球蛋白；个体发育过程最早产生的抗体，胚胎晚期开始合成，新生儿脐带血中IgM水平升高，提示胎儿曾有宫内感染；IgM激活补体能力比IgG强；天然血型抗体；IgM在早期免疫防御过程发挥重要作用，是血液中抗感染的主要抗体；IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断；膜IgM是B细胞抗原受体（BCR）的主要成分；参与、型超敏反应。二、二、IgMsIgM J J 链链两种IgM的比较分泌型IgM膜型IgMmIgM Iga a Igb b Iga a Igb b分分泌型泌型IgA(双体双体)血清型IgA(单体);分泌型IgA(sIgA，双体);sIgA是局部和粘膜免疫的主要Ig。四、四、IgDIgD是B细胞的重要表面标志;未成熟B细胞仅表达mIgM;成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD;活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失;膜型IgD是B细胞表面的抗原受体(BCR)。IgD分子的结构分子的结构五、五、IgE又称亲细胞抗体；CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲 和 力 Fc受 体（FcR1）结合，引起I型超敏反应。二、免疫球蛋白的生物学活性二、免疫球蛋白的生物学活性1、V区的功能区的功能-与相应的与相应的AgAg发生特异性结合发生特异性结合：主要功能是识别和特异性的结合抗原，是V区特别是HVR（CDR）的空间构型所决定；Ig单体可结合两个抗原表位，为双价；Ab（抗体）+Ag（抗原）发挥免疫效应；B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体。2、C区的功能：区的功能：激活补体：IgM，IgG13 +Ag；结合细胞表面的Fc受体：调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应；穿过胎盘和黏膜。免疫球蛋白的生物学活性免疫球蛋白的生物学活性或其它大分子细或其它大分子细菌代谢产物抗原菌代谢产物抗原细菌细菌1.抗原抗体复抗原抗体复合物合物2.结合细胞调结合细胞调理吞噬作用理吞噬作用肥大细胞脱肥大细胞脱颗粒颗粒4.炎症反应炎症反应3.激活补体激活补体介导杀伤介导杀伤 免疫球蛋白的生物学活性免疫球蛋白的生物学活性第三节第三节 抗体的人工制备抗体的人工制备 一、多克隆抗体一、多克隆抗体-第一代抗体第一代抗体 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：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）用于临床诊断，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-第二代抗体第二代抗体 由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子的某一特定抗原决定簇的特异性抗体。（monoclonal antibody，McAb）。特点：具有高度均一性。特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞：杂交瘤细胞：骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 -无限增殖；无限增殖；免疫免疫B B细胞细胞-合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术杂交瘤技术 -HAT-HAT培养基：次黄嘌培养基：次黄嘌(H),(H),氨基氨基蝶呤蝶呤(A)(A)和胸腺嘧啶核苷和胸腺嘧啶核苷(T)(T)。杂交瘤技术制备单克隆抗体流程杂交瘤技术制备单克隆抗体流程动物免疫分离脾细胞制备骨髓瘤细胞细胞融合HAT培养基选择杂交瘤细胞阳性孔克隆化并扩大培养再次克隆克隆扩大培养扩大培养收集上清液动物接种收集腹水单克隆抗体纯化保存ELISA测血清单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用：1.诊断试剂：病原体、肿瘤标志物、细胞表面标志等2.治疗：A 移植物受者使用T细胞的McAb，可预防急性排斥反应。B 供体骨髓在体外经T细胞的McAb处理，可减轻或消除移植物抗宿主反应。C AIDS治疗D 肿瘤介入治疗：细胞毒剂(药物)与抗肿瘤抗原的McAb结合后，利用McAb的导向作用，将细胞毒剂(药物)定位于肿瘤细胞，到达直接杀死肿瘤细胞的目的。三、三、基因工程抗体基因工程抗体在在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，改型抗体。思考题思考题1 抗体和免疫球蛋白的概念2 图示免疫球蛋白的基本结构、功能区以及功能3 简述免疫球蛋白的生物学活性4 免疫球蛋白的血清型有那些？5 试述各类免疫球蛋白的特性和功能6 什么是单克隆抗体和多克隆抗体？
