免疫球蛋白 .ppt

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1、第二讲第二讲 免疫球蛋白免疫球蛋白内容提要内容提要n n概述概述n n免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构n n免疫球蛋白的生物学特性免疫球蛋白的生物学特性n n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Emil von Behring(1845-1917)antibody历历 史史概概 念念n n抗体（抗体（抗体（抗体（antibodyantibody，AbAb）是介导体液免疫的重要是介导体液免疫的重要是介导体液免疫的重要是介导体液免疫的重要效应分子，是效应分子，是效应分子，是效应分子，是B B细胞接受抗原刺激活化增殖分化细胞接受抗原刺激活化增殖分化细胞接受抗原刺激活化增殖分化细胞接受

2、抗原刺激活化增殖分化为浆细胞所产生，能特异性识别，结合和清除相为浆细胞所产生，能特异性识别，结合和清除相为浆细胞所产生，能特异性识别，结合和清除相为浆细胞所产生，能特异性识别，结合和清除相应抗原的，具有免疫功能的球蛋白。应抗原的，具有免疫功能的球蛋白。应抗原的，具有免疫功能的球蛋白。应抗原的，具有免疫功能的球蛋白。n n具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为称为称为称为免疫球蛋白（免疫球蛋白（免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulinimmunoglo

3、bulin，IgIg）。n n免疫球蛋白的类型免疫球蛋白的类型n n分泌型（分泌型（分泌型（分泌型（secreted Igsecreted Ig，sIgsIg）n n膜型（膜型（膜型（膜型（membrane Igmembrane Ig，mIgmIg）：）：）：）：BCRBCRTiselius,1937电泳分离电泳分离第一节第一节免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构（一）（一）Ig的基本结构的基本结构由两条相同的由两条相同的重链重链和两条相同的和两条相同的轻轻链链通过二硫键连接而成的通过二硫键连接而成的四肽链四肽链分分子。子。n n重链重链重链重链n n约约约约450450个氨基酸个氨基酸个氨基酸个

4、氨基酸，根据其结构和免疫原性的差异而分为根据其结构和免疫原性的差异而分为根据其结构和免疫原性的差异而分为根据其结构和免疫原性的差异而分为五类：五类：五类：五类：、，相应，相应，相应，相应IgIg：IgGIgG、IgAIgA、IgMIgM、IgDIgD、IgEIgEn n轻链轻链轻链轻链n n约约约约210210个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为个氨基酸，根据轻链恒定区抗原性不同，分为 和和和和 两型。一个天然两型。一个天然两型。一个天然两型。一个天然IgIg分子两条轻链的型别是相同的。分子两条轻链的型别是相同

5、的。分子两条轻链的型别是相同的。分子两条轻链的型别是相同的。n n在不同种属的动物在不同种属的动物在不同种属的动物在不同种属的动物 与与与与 链的比例不同：链的比例不同：链的比例不同：链的比例不同：人：人：人：人：2 2：1 1，小鼠：，小鼠：，小鼠：，小鼠：2020：1 1n n可变区（可变区（可变区（可变区（variable regionvariable region，v v）n n重链和轻链近重链和轻链近重链和轻链近重链和轻链近N N端约端约端约端约110110个氨基酸序列的变化很大，其个氨基酸序列的变化很大，其个氨基酸序列的变化很大，其个氨基酸序列的变化很大，其组成和组成和组成和组成和

6、排列有较大差异，并决定排列有较大差异，并决定排列有较大差异，并决定排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异性抗体与抗原结合的特异性抗体与抗原结合的特异性抗体与抗原结合的特异性。n n高变区（高变区（高变区（高变区（hypervariable regionhypervariable region，HVRHVR），在，在，在，在V V区中，某些特区中，某些特区中，某些特区中，某些特定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为定位置的氨基酸残基的组成和排列顺序高度可变，此为HVR/CDRHVR/CD

7、R。n n 骨架区（骨架区（骨架区（骨架区（framework regionframework region，FRFR）V V区中非区中非区中非区中非HVRHVR部位的氨基部位的氨基部位的氨基部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为酸组成和排列相对保守，此为酸组成和排列相对保守，此为酸组成和排列相对保守，此为FRFR。n n恒定区（恒定区（恒定区（恒定区（constant regionconstant region，C C）n n恒定区，恒定区，恒定区，恒定区，C C端，在同一种属中其氨基酸的组成端，在同一种属中其氨基酸的组成端，在同一种属中其氨基酸的组成端，在同一种属中其氨基酸的组成或排列比较恒

8、定。或排列比较恒定。或排列比较恒定。或排列比较恒定。n结构域结构域（domain）/功能区功能区n免疫球蛋白免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成若干个的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球状形结构。每个球由链内二硫键连接的球状形结构。每个球状形结构约由状形结构约由110个氨基酸组成，具有一定个氨基酸组成，具有一定的生理功能，又叫功能区。的生理功能，又叫功能区。n轻链：轻链：VL、CLn重链：重链：VH，CH1、CH2、CH3(IgG、A、D)VH，CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、E)n铰链区铰链区（hinge region）n位于位于CH1和和CH2之间可转动的区，含丰富的脯氨酸，之

9、间可转动的区，含丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，有利于因此易伸展弯曲，有利于Ig V区与抗原互补性结合；有区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。IgG1，IgG2，IgG4和和IgA的铰链区较短，而的铰链区较短，而IgG3和和IgD的的铰链区较长；铰链区较长；IgM和和IgE无铰链区。无铰链区。（二）其他结构与有关功能（二）其他结构与有关功能n nJ链链n n是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主是富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体要功能是将

10、单体要功能是将单体要功能是将单体IgIg分子连接为多聚体。分子连接为多聚体。分子连接为多聚体。分子连接为多聚体。n n分泌片分泌片n n含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，含糖肽链，是多聚免疫球蛋白受体的胞外段，由黏膜上皮细胞合成和分泌。由黏膜上皮细胞合成和分泌。由黏膜上皮细胞合成和分泌。由黏膜上皮细胞合成和分泌。n n功能功能功能功能n n保护保护保护保护sIgAsIgA铰链区不被蛋白水解酶降解。铰链区不被蛋白水解酶降解。铰链区不被蛋白水解酶降解。铰链区不被蛋白水解酶降解。n n介导介导介导介导sIgAsIg

11、A从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。从黏膜下通过黏膜细胞转运到黏膜表面。（三）（三）Ig水解片段水解片段n n木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶(papain)n n胃蛋白酶胃蛋白酶(pepsin)n n木瓜蛋白酶水解木瓜蛋白酶水解n n水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近N N端。端。端。端。n n水解为水解为水解为水解为2 2个抗原结合片段（个抗原结合片段（个抗原结合片段（个抗原结合片段（fragment of antigen fragment of an

12、tigen bindingbinding，FabFab，单价）和，单价）和，单价）和，单价）和1 1个可结晶片段个可结晶片段个可结晶片段个可结晶片段（fragment crystallizablefragment crystallizable，FcFc）。）。）。）。n n胃蛋白酶胃蛋白酶n n水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近水解部位在重链链间二硫键的近C C端。端。端。端。n n水解为水解为水解为水解为1 1个具有双价活性的抗原结合片段个具有双价活性的抗原结合片段个具有双价活性的抗原结合片段个具有双价活性的抗原结合片段F(ab)F(ab)2

13、和多个没有功能的片段（和多个没有功能的片段（和多个没有功能的片段（和多个没有功能的片段（pFcpFc）。）。）。）。第三节第三节 免疫球蛋白的生物免疫球蛋白的生物学特性学特性n nV区的功能区的功能n n特异性识别和结合抗原：中和毒素，阻断病原特异性识别和结合抗原：中和毒素，阻断病原特异性识别和结合抗原：中和毒素，阻断病原特异性识别和结合抗原：中和毒素，阻断病原体入侵；进而通过其体入侵；进而通过其体入侵；进而通过其体入侵；进而通过其C C区而发挥作用区而发挥作用区而发挥作用区而发挥作用。中和毒素中和毒素中和毒素中和毒素中和病毒中和病毒中和病毒中和病毒中和细菌中和细菌中和细菌中和细菌C区的功能区

14、的功能1.激活补体激活补体2.调理作用：调理作用：IgG，吞噬，吞噬 3.3.ADCC:ADCC:IgGIgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（细胞（细胞（细胞（NKNK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的IgG FcRIgG FcR与靶细胞表面与靶细胞表面与靶细胞表面与靶细胞表面IgGIgG的的的的FcFc段结合，从而杀伤靶细胞段结合，从而杀伤靶细

15、胞段结合，从而杀伤靶细胞段结合，从而杀伤靶细胞动画演示动画演示ADCC作用作用4.介导介导型超敏反应型超敏反应n5.穿过胎盘：穿过胎盘：IgG选择性与选择性与FcRn（特异性（特异性IgG输送蛋白）结合，转移到滋养层细胞内，输送蛋白）结合，转移到滋养层细胞内，进入胎儿血液。进入胎儿血液。n6.参与黏膜免疫：参与黏膜免疫：sIgA第四节第四节 各类免疫球蛋白的特性和功能各类免疫球蛋白的特性和功能IgGn n血清中的血清中的血清中的血清中的主要主要主要主要抗体成分（抗体成分（抗体成分（抗体成分（75-80%75-80%）；半衰期长（）；半衰期长（）；半衰期长（）；半衰期长（20-2320-23天）

16、；天）；天）；天）；n n出生后出生后出生后出生后3 3个月开始合成，个月开始合成，个月开始合成，个月开始合成，3-53-5岁接近成人水平；岁接近成人水平；岁接近成人水平；岁接近成人水平；n n多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属均属均属均属IgGIgG类类类类n n是是是是唯一唯一唯一唯一能通过胎盘的能通过胎盘的能通过胎盘的能通过胎盘的IgIg，发挥自然被动免疫功能；，发挥自然被动免疫功能；，发挥自然被动免疫功能；，发挥自然被动免疫功能；n n具有活化补体具有活化补体具有活化补体具有活化补体经典经典经典经典途径的

17、能力（途径的能力（途径的能力（途径的能力（IgG3IgG1IgG2IgG3IgG1IgG2）；）；）；）；n n具有调理作用、具有调理作用、具有调理作用、具有调理作用、ADCCADCC作用和结合作用和结合作用和结合作用和结合SPASPA等；等；等；等；n n参与参与参与参与型、型、型、型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgGIgG。IgMn n为五聚体，分子量为五聚体，分子量为五聚体，分子量为五聚体，分子量最大最大最大最大，称为巨球蛋白（，称为巨球蛋白（，称为巨球蛋白（，称为巨球蛋

18、白（macroglobulinmacroglobulin）；）；）；）；n n个个个个体体体体发发发发育育育育中中中中最最最最先先先先出出出出现现现现的的的的IgIg，胚胚胚胚胎胎胎胎晚晚晚晚期期期期即即即即能能能能产产产产生生生生，脐脐脐脐带带带带血血血血IgMIgM增增增增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；n n抗抗抗抗原原原原初初初初次次次次刺刺刺刺激激激激机机机机体体体体时时时时，是是是是体体体体内内内内最最最最先先先先产产产产生

19、生生生的的的的IgIg；血血血血清清清清IgMIgM升升升升高高高高说说说说明有近期感染；明有近期感染；明有近期感染；明有近期感染；n n有有有有强强强强大大大大激激激激活活活活补补补补体体体体能能能能力力力力和和和和调调调调理理理理作作作作用用用用，在在在在机机机机体体体体早早早早期期期期免免免免疫疫疫疫防防防防御御御御中中中中具具具具有重要作用；有重要作用；有重要作用；有重要作用；n n天然血型抗体是天然血型抗体是天然血型抗体是天然血型抗体是IgMIgM；n n未成熟未成熟未成熟未成熟B B细胞表达细胞表达细胞表达细胞表达mIgMmIgM。IgAn n分为单体的血清型和二聚体的分泌型分为单

20、体的血清型和二聚体的分泌型分为单体的血清型和二聚体的分泌型分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgAIgA；n n分分分分泌泌泌泌型型型型IgA IgA 主主主主要要要要由由由由黏黏黏黏膜膜膜膜相相相相关关关关淋淋淋淋巴巴巴巴组组组组织织织织产产产产生生生生，存存存存在在在在于于于于唾唾唾唾液液液液、泪泪泪泪液液液液、乳乳乳乳汁汁汁汁及及及及呼呼呼呼吸吸吸吸道道道道、消消消消化化化化道道道道、泌泌泌泌尿尿尿尿道道道道的的的的分分分分泌泌泌泌液液液液中中中中和和和和黏黏黏黏膜膜膜膜表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素。表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素。表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要

21、因素。表面，是机体黏膜局部抗感染免疫的重要因素。n n初乳初乳初乳初乳中的中的中的中的sIgAsIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用n n调理吞噬、中和毒素调理吞噬、中和毒素调理吞噬、中和毒素调理吞噬、中和毒素IgDn n血清中含量低（血清中含量低（血清中含量低（血清中含量低（0.2%0.2%），血清型），血清型），血清型），血清型IgDIgD生物学作用尚不清楚生物学作用尚不清楚生物学作用尚不清楚生物学作用尚不清楚n nmIgDmIgD可作为可作为可作为可作为B B细胞分化成熟标记，成熟细胞分化成熟标记，

22、成熟细胞分化成熟标记，成熟细胞分化成熟标记，成熟B B细胞同时表达细胞同时表达细胞同时表达细胞同时表达mIgMmIgM和和和和mIgDmIgDmIgMmIgD成熟成熟B细胞细胞活化活化B细胞细胞未成熟未成熟B细胞细胞IgEn n是血清中含量是血清中含量是血清中含量是血清中含量最低最低最低最低的的的的IgIgn n主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生n n属属属属嗜嗜嗜嗜细细细细胞胞胞胞抗抗抗抗体体体体，可可可可与与与与肥肥肥肥大大大大细细细细胞胞胞胞、嗜嗜嗜嗜碱碱碱碱粒粒粒粒细细细细胞胞胞胞表表表表面面面面FcRFcR结合，介导结合，介导结合，介导结合，介导I I型超敏反应型超敏反应型超敏反应型超敏反应。IgE IgE IgE IgE 与肥大细胞与肥大细胞与肥大细胞与肥大细胞和嗜碱性粒细胞和嗜碱性粒细胞和嗜碱性粒细胞和嗜碱性粒细胞上的上的上的上的FcFcFcFcRIRIRIRI结合结合结合结合,导致活性介质释导致活性介质释导致活性介质释导致活性介质释放放放放Next lecture补体系统补体系统