免疫球蛋白 (4)精选课件.ppt

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1、关于免疫球蛋白(4)第一页，本课件共有54页免疫血清的免疫血清的发现北里柴三郎北里柴三郎北里柴三郎北里柴三郎 Emil Adolf von BehringEmil Adolf von Behring第二页，本课件共有54页（inactivated)IgIntroduction第三页，本课件共有54页l 抗体抗体（antibody,Abantibody,Ab）B细胞识别抗原后细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种具有免疫增殖分化为浆细胞所产生的一种具有免疫功能的蛋白质。功能的蛋白质。基本概念基本概念l 免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglobulin,IgImmunoglobulin,Ig

2、）具具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。白。第四页，本课件共有54页Two Forms of ImmunoglobulinMembrane-bound receptor Soluble antibody第五页，本课件共有54页第六页，本课件共有54页第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构基本结构：基本结构：四条肽链，呈四条肽链，呈Y Y字型字型两条轻链（两条轻链（light chain,L链）链）两条重链（两条重链（heavy chain,H,H链）链）第七页，本课件共有54页重链(Heavy Chain,HHeavy Chain,H链链)由由

3、450-550450-550个氨基酸残基组成。个氨基酸残基组成。Ig HIg H链链恒定区恒定区的氨基酸组成和排列顺的氨基酸组成和排列顺序不同，分为五大类。序不同，分为五大类。H H链类链类 Ig Ig类类 Ig Ig亚类亚类 IgG IgG1,2,3,4 IgA IgA1,IgA2 IgM IgM IgD IgD IgE IgE第八页，本课件共有54页轻链(Light Chain,L链)214214个氨基酸个氨基酸、两型两型天然天然IgIg分子两条轻链的分子两条轻链的型别相同型别相同.两种轻链的功能无差异。两种轻链的功能无差异。第九页，本课件共有54页1 1、可变区、可变区不同不同IgIg的

4、重链和轻链在靠近的重链和轻链在靠近N N端约端约110110个氨基酸的序列变个氨基酸的序列变化很大，称为化很大，称为可变区可变区(Variable region,V(Variable region,V区）区）重链和轻链的可变区分别称重链和轻链的可变区分别称V VH H （约占重链（约占重链1/4),1/4),V VL L （约占（约占轻链轻链1/2),1/2),可变区与恒定区可变区与恒定区VH VL 第十页，本课件共有54页 2 2、恒定区、恒定区 重链和轻链在靠近重链和轻链在靠近C C端的氨基酸端的氨基酸序列相对稳定，称为序列相对稳定，称为恒定区恒定区(Constant region(Con

5、stant region，C)C)。重链。重链和轻链的恒定区分别称和轻链的恒定区分别称C CH H,C,CL LIgIg的可变区用于识别和结合抗原，恒定区用于启的可变区用于识别和结合抗原，恒定区用于启动下游效应。动下游效应。第十一页，本课件共有54页伤寒抗体（伤寒抗体（伤寒抗体（伤寒抗体（IgGIgGIgGIgG）痢疾抗体（痢疾抗体（痢疾抗体（痢疾抗体（IgGIgGIgGIgG）乙肝抗体（乙肝抗体（乙肝抗体（乙肝抗体（IgGIgGIgGIgG）第十二页，本课件共有54页IgIg的结构域（的结构域（domaindomain）L L链链:V VL L、C CL L H H链链:IgG/IgA/Ig

6、D VH CH1、CH2、CH3IgM/IgE VH CH1、CH2、CH3、CH4N terminusC terminus第十三页，本课件共有54页Ig Ig Ig Ig 结构域氨基酸的二级结构域氨基酸的二级结构域氨基酸的二级结构域氨基酸的二级结构由两个反向折叠的结构由两个反向折叠的结构由两个反向折叠的结构由两个反向折叠的片层，中心的两个半片层，中心的两个半胱氨酸由一个链内二硫胱氨酸由一个链内二硫键垂直连接，形成键垂直连接，形成 桶桶桶桶状状状状 结构，称为结构，称为免疫球蛋免疫球蛋白折叠白折叠（immunoglobulin immunoglobulin immunoglobulin imm

7、unoglobulin fold,Ig foldfold,Ig foldfold,Ig foldfold,Ig fold）。）。）。）。第十四页，本课件共有54页免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族 免疫系统中的其它蛋白质，如TCR、CD4、CD8、Ig Fc受体、细胞因子受体等，存在着结构同源的保守序列，并形成折叠，称为免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族（immunoglobulin super family,IgSF)第十五页，本课件共有54页绞链区绞链区(Hinge Region)Hinge Region)：1.1.富含脯氨酸富含脯氨酸,易于伸展易于伸展,弯曲弯曲有利于有利于FabFab结合抗

8、原。结合抗原。2.2.易被酶解易被酶解 IgM,IgEIgM,IgE无铰链区无铰链区第十六页，本课件共有54页铰链区的作用铰链区的作用抗原抗原抗原抗原抗体抗体抗体抗体第十七页，本课件共有54页木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶(Papain)(Papain)裂解后产物裂解后产物:l2 2个个FabFab（fragment of antigen binding)段段:单价结合抗原单价结合抗原l1 1个个Fc(fragment crystallizable)段：相当于段：相当于C CH H2+C2+CH H3 3，与效应，与效应分子或效应细胞结合。分子或效应细胞结合。免疫球蛋白免疫球蛋白(IgG)的水解片段的水

9、解片段第十八页，本课件共有54页胃蛋白酶胃蛋白酶(Pepsin)(Pepsin)裂解后产物裂解后产物:1 1个个F(abF(ab)2 2片段片段若干若干pFcpFc小片段小片段意义意义:去除去除IgIg分子同种型抗原性分子同种型抗原性提纯免疫生物制品提纯免疫生物制品(免疫免疫马获得的抗毒素马获得的抗毒素)第十九页，本课件共有54页J链和分泌片 连接链（连接链（joining chain,J joining chain,J 链链)IgMIgM形成形成5 5聚体聚体 IgAIgA形成形成2 2聚体聚体分泌片（分泌片（secretory component)secretory component)由

10、粘膜上皮细胞合成由粘膜上皮细胞合成,分泌分泌.保护保护IgAIgA，IgMIgM不被酶解不被酶解.介导介导IgAIgA二聚体从粘膜下转运至二聚体从粘膜下转运至呼吸腔道表面呼吸腔道表面.J 链链分泌片分泌片第二十页，本课件共有54页IgIg的抗原性的抗原性Ig具有抗体和抗原的两重特性。根据Ig引起的是异种、同种异体或自体免疫应答，将Ig的抗原性分为：同种型（isotype)、同种异型(allotype)和独特型(idiotype)。第二十一页，本课件共有54页Ig Ig 的同种型的同种型同一种属所有健康个体所共有的抗原性标志，集中在Ig恒定区。诱导异种动物产生该Ig的抗同种型抗体。人重链恒定区人

11、重链恒定区人重链恒定区人重链恒定区甲甲IgGIgG乙乙IgGIgG甲甲IgAIgA重链恒定区重链恒定区重链恒定区重链恒定区小鼠小鼠IgGIgG兔兔IgGIgG第二十二页，本课件共有54页同种型应用同种型应用：用人的IgG免疫小鼠，产生鼠抗人IgG，小鼠的这种特异抗体称为抗抗体（二抗）。目前生产的这些抗抗体广泛应用于临床检测和生物学研究中。Human IgGMouse anti-human IgG antibodyReact with human IgG antibody第二十三页，本课件共有54页IgIg的抗原性的抗原性同种异型：同种异型：同一种属不同个体的Ig所具有的抗原性标志，由若干散在分

12、布的氨基酸序列差异导致。诱导同一种属不同个体动物产生该Ig的抗同种异型抗体。（个体差个体差异）异）同种异型同种异型第二十四页，本课件共有54页独特型：每一个Ig分子在可变区氨基酸序列所显示出的抗原性；为每一个Ig分子所特有的抗原特异性标志。独特型表位在异种、同种异体和同一个体内均可刺激产生相应抗体，即抗独特型抗体。IgIg的抗原性的抗原性独独 特特 型型第二十五页，本课件共有54页第二十六页，本课件共有54页第二节第二节 抗体与抗原的相互作用抗体与抗原的相互作用第二十七页，本课件共有54页Ig可变区中的高变区是抗原结合部位可变区中的高变区是抗原结合部位高变区高变区 (Hypervariable

13、 region,HVR)：抗原结合部位抗原结合部位 互补决定区（互补决定区（complementary-determining region,CDR)骨架区骨架区（framework region,FR)第二十八页，本课件共有54页可变区的变化特点可变区的变化特点高变区高变区VH：29-31，49-58，95-102；VL：28-35，49-59，92-103骨架区（骨架区（fragment region)：FR1,FR2,FR3,FR4第二十九页，本课件共有54页第二节第二节 抗体与抗原的相互作用抗体与抗原的相互作用抗体以表面互补的方抗体以表面互补的方式结合抗原式结合抗原小分子抗原：整个分子

14、嵌小分子抗原：整个分子嵌入入CDRCDR形成的形成的“口袋口袋”中。中。大分子抗原：表面的表位大分子抗原：表面的表位与抗体结合。与抗体结合。第三十页，本课件共有54页第二节第二节 抗体与抗原的相互作用抗体与抗原的相互作用多种作用力参与抗原与抗体的相互作用多种作用力参与抗原与抗体的相互作用非共价键作用力：非共价键作用力：静电引力 范德华力 疏水作用力 氢键 抗体的亲和力抗体的亲和力（affinity)抗体的亲合力抗体的亲合力（avidity)第三十一页，本课件共有54页第三节第三节 抗体抗原结合所致的分子和细胞抗体抗原结合所致的分子和细胞效应效应抗抗 体体特异性识别结合抗原特异性识别结合抗原吸引

15、效应细胞和分子，清除病原体吸引效应细胞和分子，清除病原体第三十二页，本课件共有54页 V区特异性识别和结合抗原区特异性识别和结合抗原第三十三页，本课件共有54页第三节第三节 抗体抗原结合所致的分子和细胞效应抗体抗原结合所致的分子和细胞效应中和作用（中和作用（neutralization)：抗体抗体抗原结合阻止病原体感染靶细胞抗原结合阻止病原体感染靶细胞 中和抗体中和抗体(neutralizing antibody)（预存中和抗体：疫苗的应用）中和外毒素第三十四页，本课件共有54页第三节第三节 抗体抗原结合所致的分子和细胞效应抗体抗原结合所致的分子和细胞效应激活补体系统激活补体系统IgM,IgG

16、IgM,IgG与抗原结合后与抗原结合后,发生构象发生构象改变改变,暴露补体结合点。暴露补体结合点。效应：直接裂解病原体细胞效应：直接裂解病原体细胞 调理吞噬调理吞噬 第三十五页，本课件共有54页第三节第三节 抗体抗原结合所致的分子和细胞效应抗体抗原结合所致的分子和细胞效应结合结合Fc受体受体 Fc受体：能够结合抗体受体：能够结合抗体Fc段的膜蛋白。段的膜蛋白。FcR，FcR，FcR Fc Fc，Fc 表达细胞：单核巨噬细胞，中性粒细胞，表达细胞：单核巨噬细胞，中性粒细胞，NK细胞，细胞，肥大细胞，嗜酸性粒细胞，嗜碱性粒细胞肥大细胞，嗜酸性粒细胞，嗜碱性粒细胞第三十六页，本课件共有54页1.调理

17、作用调理作用（opsonization)opsonization)：增强吞噬细胞：增强吞噬细胞 的吞噬作用。的吞噬作用。第三十七页，本课件共有54页2.2.抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 (Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)：表达表达FcFc受体的杀伤细胞通过识别受体的杀伤细胞通过识别IgIg分子分子FcFc段直接杀伤与段直接杀伤与IgIg结合的靶细胞结合的靶细胞.第三十八页，本课件共有54页3.3.介导介导I I型超敏反应型超敏反应 IgE Fc IgE Fc 段与肥大细胞段与肥大细胞,嗜碱性粒

18、细胞表面高亲和力嗜碱性粒细胞表面高亲和力FcRIFcRI受体结合受体结合,促使合成、促使合成、释放炎性介质释放炎性介质,引起引起I I型超型超敏反应敏反应.抗体是把双刃剑抗体是把双刃剑第三十九页，本课件共有54页4.4.通过胎盘或粘膜通过胎盘或粘膜 1)1)母体的母体的IgGIgG可与滋养层细胞可与滋养层细胞FcFc受体（受体（FcRn)FcRn)结合结合,转运至胎儿血液循环转运至胎儿血液循环.2)2)分泌型分泌型IgAIgA与上皮细胞与上皮细胞FcFc受体受体pIgR)pIgR)结合结合,转运至泪转运至泪水水,乳汁或呼吸道、消化道腔道表面乳汁或呼吸道、消化道腔道表面.第四十页，本课件共有54

19、页第四十一页，本课件共有54页第四节第四节 各类免疫球蛋白的特性各类免疫球蛋白的特性第四十二页，本课件共有54页 IgA 血清型和分泌型两种血清型和分泌型两种出生后出生后4-64-6月开始合成月开始合成IgA,IgA,分泌型分泌型IgAIgA（sIgA)sIgA):初乳、唾液、泪液初乳、唾液、泪液 呼吸道呼吸道,消化道消化道,泌尿生殖道的腔道分泌液。泌尿生殖道的腔道分泌液。分泌型分泌型IgA IgA 是粘膜免疫的重要抗体是粘膜免疫的重要抗体 第四十三页，本课件共有54页IgD 见于个体发育的任何时段见于个体发育的任何时段正常血清浓度低正常血清浓度低易被蛋白酶水解易被蛋白酶水解,半衰期短半衰期短

20、mIgD:BmIgD:B细胞分化成熟的重要表面标志细胞分化成熟的重要表面标志未成熟未成熟B B细胞细胞:表达表达mIgMmIgM成熟成熟B B细胞细胞:表达表达mIgMmIgM和和mIgDmIgD 第四十四页，本课件共有54页IgE 正常血清中含量最低的正常血清中含量最低的IgIg亲细胞抗体亲细胞抗体 FcRI FcRI和和FcRFcRIgE Fc IgE Fc 段与肥大细胞段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面高亲和力嗜碱性粒细胞表面高亲和力FcRIFcRI受体结合，引起超敏反应。受体结合，引起超敏反应。与机体抗寄生虫感染有关与机体抗寄生虫感染有关 第四十五页，本课件共有54页IgG 人体含量最高的

21、免疫球蛋白：占血清人体含量最高的免疫球蛋白：占血清IgIg总量的总量的75%75%80%,80%,其中以其中以IgG1IgG1为主为主 出生后出生后3 3个月开始合成个月开始合成 唯一能通过胎盘的抗体唯一能通过胎盘的抗体 再次免疫应答的主要抗体再次免疫应答的主要抗体 具有多种生物学功能：具有多种生物学功能：调理作用，调理作用，ADCCADCC，激活补体，抗菌，抗病毒，激活补体，抗菌，抗病毒 第四十六页，本课件共有54页IgM五聚体，分子量最大的五聚体，分子量最大的Ig,Ig,不易通过血管壁不易通过血管壁个体发育过程最早合成个体发育过程最早合成、分泌的抗体分泌的抗体脐带血脐带血IgMIgM异常提

22、示宫内感染异常提示宫内感染抗原刺激后最早产生的抗体抗原刺激后最早产生的抗体激活补体能力最强激活补体能力最强,天然血型抗体多为天然血型抗体多为IgMIgM血型不符的输血血型不符的输血,往往导致严重的溶血反应往往导致严重的溶血反应B B细胞抗原受体细胞抗原受体(BCR)(BCR)的主要成分的主要成分 第四十七页，本课件共有54页第五节第五节 人工制备抗体人工制备抗体多克隆抗体多克隆抗体（Polyclonal antibody）单克隆抗体（单克隆抗体（Monoclonal antibody）基因工程抗体（基因工程抗体（Genetic Engineering antibody）第四十八页，本课件共有5

23、4页多克隆抗体多克隆抗体（Polyclonal antibody）大多数抗原具有多个抗原表大多数抗原具有多个抗原表位位,每一表位均能刺激机体每一表位均能刺激机体的一个特定的一个特定B B细胞克隆产生细胞克隆产生一种特异性抗体一种特异性抗体(CDR(CDR各不各不相同相同).).所获抗血清为含有所获抗血清为含有多种抗体的混合物多种抗体的混合物.第四十九页，本课件共有54页单克隆抗体单克隆抗体（Monoclonal antibody）由一个识别一种抗原表位的由一个识别一种抗原表位的B B细胞克隆产生细胞克隆产生的同源抗体的同源抗体.Ig.Ig分子结构一致分子结构一致,纯度高纯度高,特异特异性强性强

24、.由杂交瘤技术制备由杂交瘤技术制备.第五十页，本课件共有54页McAbMcAbMcAbMcAb的制备的制备的制备的制备HAT:HAT:次黄嘌呤次黄嘌呤(H),(H),氨基喋呤氨基喋呤(A)(A)和胸腺嘧啶核苷和胸腺嘧啶核苷(T)(T)，HGPRTHGPRT：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶HGPRT缺陷缺陷第五十一页，本课件共有54页基因工程抗体（基因工程抗体（Genetic Engineering antibody）嵌合抗体嵌合抗体 Ig分子V区为鼠源，C区为人源，即整个抗体分子近2/3部分都是人源的，嵌合抗体保留原来鼠源单抗的特异性和亲和力，所导致人抗小鼠抗体反应（HAMA）明显减弱。第五十二页，本课件共有54页噬菌体展示技术构建抗体库噬菌体展示技术构建抗体库调取抗体重链和轻链的可变调取抗体重链和轻链的可变区基因区基因插入到丝状噬菌体中插入到丝状噬菌体中转染后，表达抗体转染后，表达抗体特异性抗原筛选特异性抗原筛选 抗体分泌抗体分泌第五十三页，本课件共有54页感感谢谢大大家家观观看看2/28/2023第五十四页，本课件共有54页