抗体及基因重排.pptx
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1、会计学1抗体及基因重排抗体及基因重排第1页/共67页抗抗抗抗体体体体(antibodyantibodyantibodyantibody,AbAbAbAb)是是是是B B B B淋淋淋淋巴巴巴巴细细细细胞胞胞胞接接接接受受受受抗抗抗抗原原原原刺刺刺刺激激激激后后后后增增增增殖殖殖殖分分分分化化化化为为为为浆浆浆浆细细细细胞胞胞胞,由由由由浆浆浆浆细细细细胞胞胞胞合合合合成成成成、分分分分泌泌泌泌能能能能与与与与相相相相应应应应抗原特异性结合的抗原特异性结合的抗原特异性结合的抗原特异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白(immunoglobulinimmunoglobulinimmun
2、oglobulinimmunoglobulin,Ig IgIg Ig)。抗抗抗抗体体体体主主主主要要要要存存存存在在在在于于于于血血血血清清清清中中中中,也也也也存存存存在在在在于于于于各种体液中。各种体液中。各种体液中。各种体液中。第2页/共67页第3页/共67页11.1 Ab11.1 Ab11.1 Ab11.1 Ab(Ig IgIg Ig)的基本结构及多样性)的基本结构及多样性)的基本结构及多样性)的基本结构及多样性n nIg Ig分子的基分子的基本结构是由本结构是由两条相同的两条相同的重链和两条重链和两条相同的轻链相同的轻链通过二硫键通过二硫键连接而成的连接而成的四肽链结构四肽链结构,称
3、为称为Ig Ig的单的单体。体。第4页/共67页n n一、重链和轻链一、重链和轻链n n1.1.重链重链(heavy heavy chain chain,H H链)链)Ig Ig的重链由的重链由450550450550个氨基酸残基组成,个氨基酸残基组成,分子量约为分子量约为5075kD5075kD。第5页/共67页重链重链 根据重链免疫原性的不同,可根据重链免疫原性的不同,可将重链分为将重链分为、和和五类(五类(classclass),),与轻链结合为与轻链结合为IgMIgM、IgGIgG、IgAIgA、IgDIgD和和IgEIgE。某些又可亚类。某些又可亚类。分为四个亚类分为四个亚类(1-4
4、1-4),),分为分为2 2个亚类个亚类(1-21-21-21-2)。)。第6页/共67页2 2轻链轻链(light light chainchain,L L链)链)Ig Ig的轻链约含的轻链约含214214个氨基酸,个氨基酸,约为重链的约为重链的1/21/2,分子量约,分子量约25kD25kD。第7页/共67页轻链轻链轻链免疫原性的不同,分为轻链免疫原性的不同,分为、两型。两型。同一个体内可存在分别带有为同一个体内可存在分别带有为和和链的链的Ig Ig分子,同一天然分子,同一天然Ig Ig分子中不可能同时有分子中不可能同时有和和链,两条轻链的型别必然相同。链,两条轻链的型别必然相同。第8页/
5、共67页二、可变区和恒定区二、可变区和恒定区n n1.1.1.1.可变区可变区可变区可变区 Ig IgIg Ig近氨近氨近氨近氨基端轻链的基端轻链的基端轻链的基端轻链的1/21/21/21/2和和和和重链的重链的重链的重链的1/41/41/41/4(、)或)或)或)或1/51/51/51/5(、).第9页/共67页n n可变区可变区n n氨基酸排列顺氨基酸排列顺氨基酸排列顺氨基酸排列顺序在不同抗体序在不同抗体序在不同抗体序在不同抗体分子间变化较分子间变化较分子间变化较分子间变化较大称为可变区大称为可变区大称为可变区大称为可变区(variable variable variable variab
6、le regionregionregionregion,V V V V区)。区)。区)。区)。第10页/共67页2.2.2.2.恒定区恒定区恒定区恒定区n nIg Ig分子近分子近C C端,端,轻链的轻链的1/21/2和和重链的重链的3/43/4(或(或4/54/5)区)区域中氨基酸的域中氨基酸的数量、种类、数量、种类、排列顺序及含排列顺序及含糖量均较为恒糖量均较为恒定,称为恒定定,称为恒定区(区(constant constant regionregion,C C区)。区)。第11页/共67页重链和轻链的恒重链和轻链的恒定区分别称为定区分别称为CHCH和和CLCL。Ig Ig的的C C区与抗
7、体区与抗体的生物学功能相的生物学功能相关。关。第12页/共67页二、铰链区二、铰链区二、铰链区二、铰链区n n铰链区铰链区n n 在在CH1CH1和和CH2CH2之间,即之间,即重链的链间二重链的链间二硫键连接处附硫键连接处附近,有一个可近,有一个可转动的铰链区转动的铰链区(hinge hinge regionregion)。)。第13页/共67页n n含较多的脯氨含较多的脯氨酸残基,富于酸残基,富于柔性,可赋予柔性,可赋予较大的自由活较大的自由活动度。该区由动度。该区由于是一段较伸于是一段较伸展的肽链,对展的肽链,对蛋白酶敏感,蛋白酶敏感,易被木瓜蛋白易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶酶、胃蛋白酶水解
8、。水解。第14页/共67页三、水解片段三、水解片段三、水解片段三、水解片段n n在一定条件下,在一定条件下,可通过蛋白酶可通过蛋白酶将将Ig Ig消化成不消化成不同的片段,从同的片段,从而研究而研究Ig Ig的结的结构和功能,最构和功能,最常用的蛋白酶常用的蛋白酶是木瓜蛋白酶是木瓜蛋白酶和胃蛋白酶。和胃蛋白酶。第15页/共67页Figure 3-3第16页/共67页n n木瓜蛋白酶(木瓜蛋白酶(papainpapain)的水解的水解部位位于部位位于Ig Ig铰链区重链间二硫键铰链区重链间二硫键近近NN端处,水解后可得到端处,水解后可得到2 2个相个相同的抗原结合片段(同的抗原结合片段(frag
9、ment fragment of antigen bindingof antigen binding,FabFab)和)和1 1个个可结晶的片段(可结晶的片段(fragment fragment crystallizablecrystallizable,FcFc)。)。n nFabFab段具有抗体活性的部分,可段具有抗体活性的部分,可单价与抗原结合;单价与抗原结合;n nFcFc段不能与抗原结合,保留了段不能与抗原结合,保留了Ig Ig重链的免疫原性及其相应功能重链的免疫原性及其相应功能区的生物学活性。区的生物学活性。第17页/共67页Figure 3-3 part 1 of 2第18页/共6
10、7页胃蛋白酶胃蛋白酶水解片段水解片段n n用胃蛋白酶(用胃蛋白酶(pepsinpepsin)可使)可使Ig Ig在在重链间二硫键近重链间二硫键近C C端处断开,获端处断开,获得得1 1个仍由二硫键连接的个仍由二硫键连接的F F(abab)2 2片段和若干小分子片段和若干小分子多肽碎片多肽碎片pFcpFc。F F(abab)2 2是是由两个由两个FabFab及铰链区组成,可同及铰链区组成,可同时结合两个抗原表位。时结合两个抗原表位。pFcpFc无无生物活性。生物活性。n n白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制的制剂,由于去酶消化后精制的制剂,由于去除了重链的除了重链的
11、FcFc段可减少超敏反段可减少超敏反应的发生。应的发生。第19页/共67页Figure 3-3 part 2 of 2第20页/共67页四、四、四、四、Ig Ig Ig Ig的其他结构的其他结构的其他结构的其他结构n n1 1、J J链链n n连接链(连接链(joining chainjoining chain,J J链)是由浆细胞合链)是由浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多肽链,可将单成的一条富含半胱氨酸的多肽链,可将单体体Ig Ig连接为多聚体并使之稳定。如连接分泌连接为多聚体并使之稳定。如连接分泌型型IgAIgA(secretory IgAsecretory IgA,SIgASIgA)成双
12、体,连)成双体,连接接IgMIgM成为五聚体。成为五聚体。第21页/共67页第22页/共67页2.2.2.2.分泌片分泌片分泌片分泌片n n分泌片(分泌片(secretory piecesecretory piece,SPSP)又称分泌成)又称分泌成分(分(secretory componnentsecretory componnent,SCSC),是由粘),是由粘膜上皮细胞合成含糖的肽链,以非共价形膜上皮细胞合成含糖的肽链,以非共价形式与式与IgAIgA二聚体结合,使其成为分泌型二聚体结合,使其成为分泌型IgAIgA(SIgASIgA)。其功能是保护)。其功能是保护SIgASIgA免受外分免
13、受外分泌液中蛋白水解酶的水解作用,并能介导泌液中蛋白水解酶的水解作用,并能介导SIgASIgA转运,是其分泌至粘膜表面,发挥粘膜转运,是其分泌至粘膜表面,发挥粘膜免疫作用。免疫作用。第23页/共67页五、高变区五、高变区五、高变区五、高变区(抗体分子立体结构)(抗体分子立体结构)(抗体分子立体结构)(抗体分子立体结构)n n重链和轻链重链和轻链V V区(区(VHVH和和VLVL)中各有)中各有3 3个区域的氨个区域的氨基酸组成和基酸组成和排列顺序变排列顺序变化最为明显,化最为明显,称为高变区称为高变区或超变区或超变区(hypervariahypervariable regionble regi
14、on,HVRHVR)。)。第24页/共67页第25页/共67页六、功能区的功能六、功能区的功能六、功能区的功能六、功能区的功能n n1.VH1.VH、VLVL:是:是Ig Ig分子特异性识别和结合抗分子特异性识别和结合抗原的部位。原的部位。n n由于超变区的氨基酸组成和排列随所结合由于超变区的氨基酸组成和排列随所结合的抗原特异性不同而不同,故其氨基酸的的抗原特异性不同而不同,故其氨基酸的种类和排列顺序千变万化,可形成很多能种类和排列顺序千变万化,可形成很多能与不同特异性抗原表位结合的抗体。与不同特异性抗原表位结合的抗体。第26页/共67页第27页/共67页n n2.CL2.CL2.CL2.CL
15、和和和和CH1CH1CH1CH1:某些同种:某些同种:某些同种:某些同种异型的遗传异型的遗传异型的遗传异型的遗传标记存在于标记存在于标记存在于标记存在于该区。该区。该区。该区。第28页/共67页n n3.IgG3.IgG3.IgG3.IgG的的的的CH2CH2CH2CH2和和和和IgMIgMIgMIgM的的的的CH3CH3CH3CH3:有补体:有补体:有补体:有补体C1qC1qC1qC1q的结合位点的结合位点的结合位点的结合位点(CR1)(CR1)(CR1)(CR1),与补,与补,与补,与补体经典途径的体经典途径的体经典途径的体经典途径的激活有关。激活有关。激活有关。激活有关。n nIgGIg
16、GIgGIgG的的的的CH2CH2CH2CH2可可可可通过胎盘。通过胎盘。通过胎盘。通过胎盘。补体结合点补体结合点第29页/共67页4.CH34.CH3或或CH4CH4:可与多种细胞表面:可与多种细胞表面的相应的的相应的FcFc受体结合,产生不同的受体结合,产生不同的免疫效应免疫效应。溶细胞、细菌,调理作用,溶细胞、细菌,调理作用,ADCC作用,作用,中和毒素,致超敏反应中和毒素,致超敏反应第30页/共67页第31页/共67页11.2 11.2 五类五类IgIg的特性和功能的特性和功能一、一、IgG IgG 第32页/共67页 IgGIgG的功能和结构在五类的功能和结构在五类IgIg中研中研究
17、得最为充分。人类究得最为充分。人类IgIg共有共有4 4个个亚类,即亚类,即IgGIgG1 1、IgGIgG2 2、IgGIgG3 3和和IgGIgG4 4。IgGIgG主要由脾脏和淋巴结中浆细主要由脾脏和淋巴结中浆细胞合成,是血清中含量最多胞合成,是血清中含量最多(约占血清(约占血清IgIg总量的总量的75%75%)、半)、半衰期最长(约衰期最长(约2323天)的天)的IgIg;机体在出生后机体在出生后3 3个月就开始产生个月就开始产生IgGIgG,3 35 5岁达到成人水平。岁达到成人水平。第33页/共67页 IgGIgG抗病毒和细菌感染,中和毒抗病毒和细菌感染,中和毒素的重要抗体,多数抗
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- 抗体 基因 重排
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