免疫球蛋白与抗体.pptx
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1、免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体第一节第一节 免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念一、免疫球蛋白:一、免疫球蛋白:一、免疫球蛋白:一、免疫球蛋白:IgIgIgIg 指存在于任何动物血液(血清)、组织液及指存在于任何动物血液(血清)、组织液及指存在于任何动物血液(血清)、组织液及指存在于任何动物血液(血清)、组织液及其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。包括包括包括包括IgGIgGIgGIgG、IgMIgMIgMIgM、IgAIgAIgAIgA、IgDIgDI
2、gDIgD、IgEIgEIgEIgE 存在形式:存在形式:存在形式:存在形式:膜型膜型膜型膜型(membrane immunoglobulin,mIgmembrane immunoglobulin,mIg)-B B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体;分泌型分泌型分泌型分泌型(secreted immunoglobulin,sIgsecreted immunoglobulin,sIg)-分泌进入体液分泌进入体液分泌进入体液分泌进入体液,介导体液免疫应答。介导体液免疫应答。介导体液免疫应答。介导体液免疫应答。第1页/共53页二、抗体:二、抗体:二、抗体:二、抗
3、体:AbAbAbAb 在抗原和免疫系统的相互作用下,由在抗原和免疫系统的相互作用下,由在抗原和免疫系统的相互作用下,由在抗原和免疫系统的相互作用下,由B B B B淋淋淋淋巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生特异结合的免疫球蛋白(特异结合的免疫球蛋白(特异结合的免疫球蛋白(特异结合的免疫球蛋白(immunoglobulinimmunoglobulinimmunoglobulinimmunoglobulin)。)。)。)。抗体的本质是免疫球蛋白,介导体液免抗体的本质是免疫球蛋白,介
4、导体液免抗体的本质是免疫球蛋白,介导体液免抗体的本质是免疫球蛋白,介导体液免疫。也有部分抗体可与细胞结合,这类抗体疫。也有部分抗体可与细胞结合,这类抗体疫。也有部分抗体可与细胞结合,这类抗体疫。也有部分抗体可与细胞结合,这类抗体称为亲细胞性抗体。称为亲细胞性抗体。称为亲细胞性抗体。称为亲细胞性抗体。第2页/共53页(1)(1)抗体与免疫球蛋白在本质上是一致的。抗体与免疫球蛋白在本质上是一致的。(2)(2)抗体是与抗原相对应的一个概念,着重点在抗体是与抗原相对应的一个概念,着重点在 其生物学活性;免疫球蛋白是结构和化学本质上其生物学活性;免疫球蛋白是结构和化学本质上 的概念。的概念。(3)(3)
5、抗体都是免疫球蛋白,免疫球蛋白质并非都抗体都是免疫球蛋白,免疫球蛋白质并非都 是抗体,它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋是抗体,它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋 白等。白等。抗体与免疫球蛋白的关系:抗体与免疫球蛋白的关系:第3页/共53页 1959-1963 1959-1963 1959-1963 1959-1963年,有年,有年,有年,有PorterR EdelmanGPorterR EdelmanGPorterR EdelmanGPorterR EdelmanG,提出免,提出免,提出免,提出免疫球蛋白的结构模型疫球蛋白的结构模型疫球蛋白的结构模型疫球蛋白的结构模型 第二节第二节第二节第二节 免疫
6、球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构 第4页/共53页一、免疫球蛋白的单体分子结构一、免疫球蛋白的单体分子结构 所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似的,由两条相同的重链和两条相同的轻链的,由两条相同的重链和两条相同的轻链的,由两条相同的重链和两条相同的轻链的,由两条相同的重链和两条相同的轻链4 4条条条条肽链构成的肽链构成的肽链构成的肽链构成的“Y Y”字形结构。字形结构。字形结构。字形结构。IgGIgG、IgE IgE、血清型、血清型、血清型、血清型Ig
7、AIgA、IgDIgD以单体形式存以单体形式存以单体形式存以单体形式存在。在。在。在。IgMIgM是五个单体分子构成的五聚体。是五个单体分子构成的五聚体。是五个单体分子构成的五聚体。是五个单体分子构成的五聚体。分泌型分泌型分泌型分泌型IgAIgA是两个单体构成的二聚体。是两个单体构成的二聚体。是两个单体构成的二聚体。是两个单体构成的二聚体。第5页/共53页第6页/共53页(一)重链:(一)重链:H H链链 由由由由420440420440个氨基酸组成,两条重链之间由个氨基酸组成,两条重链之间由个氨基酸组成,两条重链之间由个氨基酸组成,两条重链之间由1 1对或对或对或对或2 2对对对对二硫键(二
8、硫键(二硫键(二硫键(-S-S-S-S-)连接。连接。连接。连接。可变区(可变区(可变区(可变区(V VH)H)):氨基端(:氨基端(:氨基端(:氨基端(N N端)开始最初的端)开始最初的端)开始最初的端)开始最初的110110个氨基个氨基个氨基个氨基酸酸酸酸排列顺序和结构随抗体特异性不同有变,称为可变区。排列顺序和结构随抗体特异性不同有变,称为可变区。排列顺序和结构随抗体特异性不同有变,称为可变区。排列顺序和结构随抗体特异性不同有变,称为可变区。稳定区(稳定区(稳定区(稳定区(C CH H):除氨基端(:除氨基端(:除氨基端(:除氨基端(N N端)开始最初的端)开始最初的端)开始最初的端)开
9、始最初的110110个氨个氨个氨个氨基基基基酸以外的氨基酸,比较稳定,称为稳定区。酸以外的氨基酸,比较稳定,称为稳定区。酸以外的氨基酸,比较稳定,称为稳定区。酸以外的氨基酸,比较稳定,称为稳定区。高变区:高变区:高变区:高变区:位于可变区,位于可变区,位于可变区,位于可变区,4 4个,氨基酸残基分别位于个,氨基酸残基分别位于个,氨基酸残基分别位于个,氨基酸残基分别位于31373137、51585158、84918491、101110101110。骨架区:骨架区:骨架区:骨架区:其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区
10、。第7页/共53页(二)轻链:(二)轻链:L L链链 由由由由213214213214个氨基酸组成,两条轻链的羟基端(个氨基酸组成,两条轻链的羟基端(个氨基酸组成,两条轻链的羟基端(个氨基酸组成,两条轻链的羟基端(C C端)端)端)端)之间由之间由之间由之间由二硫键二硫键二硫键二硫键分别于两条重链连接。分别于两条重链连接。分别于两条重链连接。分别于两条重链连接。可变区(可变区(可变区(可变区(V VL L):氨基端(:氨基端(:氨基端(:氨基端(N N端)开始最初的端)开始最初的端)开始最初的端)开始最初的109109个氨基酸个氨基酸个氨基酸个氨基酸排排排排列顺序和结构随抗体特异性不同有差异,
11、称为可变区。列顺序和结构随抗体特异性不同有差异,称为可变区。列顺序和结构随抗体特异性不同有差异,称为可变区。列顺序和结构随抗体特异性不同有差异,称为可变区。稳定区(稳定区(稳定区(稳定区(C CL L):与重链相对应其余氨基酸较为稳定,称为:与重链相对应其余氨基酸较为稳定,称为:与重链相对应其余氨基酸较为稳定,称为:与重链相对应其余氨基酸较为稳定,称为稳定区。稳定区。稳定区。稳定区。高变区:高变区:高变区:高变区:位于可变区有位于可变区有位于可变区有位于可变区有3 3个高变区,氨基酸残基分别位于个高变区,氨基酸残基分别位于个高变区,氨基酸残基分别位于个高变区,氨基酸残基分别位于26322632
12、、48554855、90959095。骨架区:骨架区:骨架区:骨架区:其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区。其余氨基酸变化小,称为骨架区。第8页/共53页第9页/共53页(三)免疫球蛋白的功能区(三)免疫球蛋白的功能区 免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构,这些球形结链内二硫键连接成的环状球形结构,这些球形结链内二硫键连接成的环状球形结构,这些球形结链内二硫键连接成的环状球形结构,这些球形结构称为免
13、疫球蛋白的功能区。构称为免疫球蛋白的功能区。构称为免疫球蛋白的功能区。构称为免疫球蛋白的功能区。免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约110110个个个个氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸组成。组成。组成。组成。第10页/共53页(1)IgG、IgA、IgD的重链有的重链有4个个功能区,功能区,分别为分别为VH、CH1、CH2、CH3;(2)IgM和和IgE有有5个功能区,即比个功能区,即比IgG等多一个等多一个CH4。(3)轻链只有)轻链只有VL和和CL两个功能区。两个功能区。第11页/共53页第12页/
14、共53页以IgG为例,各功能区的功能如下:1.VH和和VL:结合抗原的部位。:结合抗原的部位。2.CH1和和CL:遗传标志所在。:遗传标志所在。3.CH2:有有补补体体结结合合点点,参参与与活活化补体。化补体。4.CH3:与与抗抗体体的的亲亲细细胞胞性性有有关关,可与细可与细 胞表面的胞表面的 Fc受体结合。受体结合。第13页/共53页功能区示意图功能区示意图第14页/共53页绞链区:绞链区:1.1.概念概念概念概念:两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区,:两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区,:两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区,:两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区,即即即即C
15、CH H1 1和和和和C CH H2 2之间之间之间之间 大约有大约有大约有大约有3030个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基的区域,的区域,的区域,的区域,称为绞链区。称为绞链区。称为绞链区。称为绞链区。2.2.特点特点特点特点:由:由:由:由2525个二硫键,个二硫键,个二硫键,个二硫键,C CH H1 1尾部和尾部和尾部和尾部和C CH H2 2头部小肽头部小肽头部小肽头部小肽链构成。能自由折叠可以转动,弹性好,易被各链构成。能自由折叠可以转动,弹性好,易被各链构成。能自由折叠可以转动,弹性好,易被各链构成。能自由折叠可以转动,弹性好,易被各种专一性不同的蛋白酶水解。种专一性
16、不同的蛋白酶水解。种专一性不同的蛋白酶水解。种专一性不同的蛋白酶水解。当与抗原结合时,当与抗原结合时,当与抗原结合时,当与抗原结合时,与抗原结合,另外亦可暴露与抗原结合,另外亦可暴露与抗原结合,另外亦可暴露与抗原结合,另外亦可暴露CH2CH2上的补体结合位上的补体结合位上的补体结合位上的补体结合位点。点。点。点。3.3.原因原因原因原因:含大量脯氨酸和二硫键:含大量脯氨酸和二硫键:含大量脯氨酸和二硫键:含大量脯氨酸和二硫键第15页/共53页第16页/共53页二、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性二、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶(PapainPapai
17、n)IgGIgG FabFab段:段:段:段:抗原结合片段抗原结合片段抗原结合片段抗原结合片段 FcFc段:段:段:段:可结晶片段可结晶片段可结晶片段可结晶片段 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶(PepsinPepsin)IgGIgG F F(abab)2 2:具有双价抗体活性:具有双价抗体活性:具有双价抗体活性:具有双价抗体活性 pFc pFc:无生物学活性:无生物学活性:无生物学活性:无生物学活性 意义:意义:意义:意义:阐明阐明阐明阐明IgIg分子生物学作用;构建基因工程抗体。分子生物学作用;构建基因工程抗体。分子生物学作用;构建基因工程抗体。分子生物学作用;构建基因工程抗体。第17页/
18、共53页第18页/共53页(一)(一)FabFab片段的组成与生物学活性片段的组成与生物学活性每个每个每个每个FabFab片段有一条完整片段有一条完整片段有一条完整片段有一条完整的轻链和的轻链和的轻链和的轻链和1/21/2部分重链。部分重链。部分重链。部分重链。具有抗原活性,其结合抗具有抗原活性,其结合抗具有抗原活性,其结合抗具有抗原活性,其结合抗原的部位在原的部位在原的部位在原的部位在V VL L及及及及V VH H功能区。功能区。功能区。功能区。除结合抗原外,除结合抗原外,FabFabFabFab还是决定抗体特异性的部位。还是决定抗体特异性的部位。还是决定抗体特异性的部位。还是决定抗体特异
19、性的部位。第19页/共53页(二)(二)FcFc片段的组成与生物学活性片段的组成与生物学活性 每个每个每个每个FcFc片段由重链片段由重链片段由重链片段由重链C C端端端端1/21/2部分组成,部分组成,部分组成,部分组成,由由由由C CH2H2和和和和C CH3H3组成。组成。组成。组成。该片段无该片段无结合抗原结合抗原活性活性,但与,但与抗体的生物抗体的生物学活性学活性有密切关系。有密切关系。如:与补体结合活化补体,与带如:与补体结合活化补体,与带Fc受体的细胞结受体的细胞结合,引起各种生物学效应。合,引起各种生物学效应。第20页/共53页 1.1.与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。与免疫球
20、蛋白选择性通过胎盘有关。与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。2.2.与补体结合,活化补体有关。与补体结合,活化补体有关。与补体结合,活化补体有关。与补体结合,活化补体有关。3.3.决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。4.4.与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。5.5.决定各类免疫球蛋白的抗原特异性。决定各类免疫球蛋白的抗原特异性。决定各类免疫球蛋白的抗原特异性。决定各类
21、免疫球蛋白的抗原特异性。FcFc片段的生物学活性:片段的生物学活性:第21页/共53页三、免疫球蛋白的特殊分子结构三、免疫球蛋白的特殊分子结构 (一)连接链:(一)连接链:(一)连接链:(一)连接链:J J J J链链链链 分分分分子子子子量量量量20KD20KD,内内内内含含含含10%10%糖糖糖糖,富富富富含含含含半半半半胱胱胱胱氨氨氨氨酸酸酸酸,由由由由浆浆浆浆细细细细胞胞胞胞合合合合成成成成。J J链链链链只只只只有有有有一一一一种种种种,它它它它以以以以二二二二硫硫硫硫键键键键的的的的形形形形式共价结合到式共价结合到式共价结合到式共价结合到IgIg的重链上。的重链上。的重链上。的重链
22、上。功功功功 能:连接能:连接能:连接能:连接IgIg单体形成多聚体。单体形成多聚体。单体形成多聚体。单体形成多聚体。如如如如IgM-IgM-五聚体、五聚体、五聚体、五聚体、sIgA-sIgA-二聚体二聚体二聚体二聚体第22页/共53页(二)(二)分泌片:分泌片:分泌片:分泌片:SPSP 分子量分子量分子量分子量6070KD6070KD,含,含,含,含6%6%糖。分泌片由上皮细胞糖。分泌片由上皮细胞糖。分泌片由上皮细胞糖。分泌片由上皮细胞合成和分泌。分泌型合成和分泌。分泌型合成和分泌。分泌型合成和分泌。分泌型IgAIgA所特有的一种特殊结构。所特有的一种特殊结构。所特有的一种特殊结构。所特有的
23、一种特殊结构。功能:功能:功能:功能:a.a.帮助帮助帮助帮助IgAIgA穿越黏膜穿越黏膜穿越黏膜穿越黏膜 b.b.保护保护保护保护sIgAsIgA抵抗蛋白酶的水解作用抵抗蛋白酶的水解作用抵抗蛋白酶的水解作用抵抗蛋白酶的水解作用 (三)糖类:(三)糖类:(三)糖类:(三)糖类:免疫球蛋白含糖量很高特别是免疫球蛋白含糖量很高特别是免疫球蛋白含糖量很高特别是免疫球蛋白含糖量很高特别是IgM IgM、IgAIgA。功能:使免疫球蛋白易溶,并防止其分解功能:使免疫球蛋白易溶,并防止其分解功能:使免疫球蛋白易溶,并防止其分解功能:使免疫球蛋白易溶,并防止其分解第23页/共53页分泌片分泌片第24页/共5
24、3页 (一)类:(一)类:依据其重链依据其重链C C区的理化性质及抗原性差异。区的理化性质及抗原性差异。重链决定免疫球蛋白种类。重链决定免疫球蛋白种类。第三节第三节第三节第三节 免疫球蛋白的种类和抗原决定簇免疫球蛋白的种类和抗原决定簇免疫球蛋白的种类和抗原决定簇免疫球蛋白的种类和抗原决定簇 免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白 重链重链重链重链 IgG IgG IgA IgA IgM IgM IgD IgD IgE IgE 一、免疫球蛋白的种类一、免疫球蛋白的种类第25页/共53页(二)亚类:(二)亚类:根据重链根据重链根据重链根据重链C C区的微细结构、二硫键的位置与区的微细结构、二硫键
25、的位置与区的微细结构、二硫键的位置与区的微细结构、二硫键的位置与数目、抗原性的不同分为亚类。数目、抗原性的不同分为亚类。数目、抗原性的不同分为亚类。数目、抗原性的不同分为亚类。IgGIgG:IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgAIgA:IgA1,IgA2IgA1,IgA2 IgM IgM:IgM1,IgM2:IgM1,IgM2 如:小鼠:如:小鼠:如:小鼠:如:小鼠:IgGIgG1 1、IgGIgG2a 2a、IgGIgG2b2b、IgGIgG3 3 人:人:人:人:IgGIgG1 1、IgGIgG2 2、IgGIgG3 3、IgGIgG4 4第
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