免疫球蛋白,醫(yī)學(xué)免疫學(xué),免疫球蛋白,2,目的要求1、掌握：Ig、Ab、HVR的概念；Ig的基本結(jié)構(gòu)；五類Ig的主要特性。2、熟悉：抗體的生物學(xué)活性。3、了解：單克隆抗體的概念。教學(xué)難點免疫球蛋白HVR（CDR）的理解；ADCC與調(diào)理作用。教學(xué)重點掌握中所有內(nèi)容。,免疫球蛋白,3,內(nèi)容提要,一、概述二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)三、抗體的生物學(xué)活性四、五類免疫球蛋白的特性五、人工抗體的制備,免疫球蛋白,4,一、概述,抗體（antibody,Ab）：BC識別抗原后活化、增殖、分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）：具有Ab活性或結(jié)構(gòu)與Ab相似的球蛋白。,免疫球蛋白,5,二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),（一）基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）（二）功能區(qū)（三）水解片段,（一）基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）,1、四肽鏈結(jié)構(gòu)由兩條相同的長鏈和兩條相同的短鏈通過二硫鍵連接而成的四肽鏈。兩種鏈：H、L每種鏈：兩端每種鏈：兩區(qū)（可變區(qū)與恒定區(qū)）,免疫球蛋白,8,免疫球蛋白,9,25KD214aa,50-75KD450-550aa,可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）：Ig分子N端，在輕鏈1/2和重鏈1/4處，氨基酸組成和排列有較大差異；,恒定區(qū)（constantregion,C區(qū))：Ig分子的C端，在輕鏈1/2和重鏈3/4處，氨基酸的組成和排列比較恒定。,免疫球蛋白,10,超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）：在VL和VH中各自有3個區(qū)域氨基酸組成和排列順序變化更為明顯，此為HVR。因HVR與抗原表位互補結(jié)合，故又稱為CDR。,骨架區(qū),互補性決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR):抗體與抗原表位特異性結(jié)合的部位，該部位因在空間結(jié)構(gòu)上可與抗原表位形成精密的互補，故稱為CDR。輕、重鏈各有3個。,免疫球蛋白,11,免疫球蛋白,12,免疫球蛋白,13,可變區(qū)和恒定區(qū)：1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）：Ig分子N端，在輕鏈1/2和重鏈1/4處，氨基酸組成和排列有較大差異；1）超變區(qū)（hypervariableregion,HVR）：在VL和VH中，各自有3個區(qū)域氨基酸組成和排列順序變化更為明顯，此為HVR。輕、重鏈各有3個HVR。,免疫球蛋白,14,2）互補性決定區(qū)（complementarity-determiningregion,CDR）：超變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結(jié)合的部位，該部位因在空間結(jié)構(gòu)上可與抗原決定簇形成精密的互補，故HVR又稱為CDR。,免疫球蛋白,15,3）骨架區(qū)VH和VL各有4個FR。2.恒定區(qū)（constantregion,C區(qū))：Ig分子的C端，在輕鏈1/2和重鏈3/4處，氨基酸的組成和排列比較恒定。,免疫球蛋白,16,Ig的類別1）類：根據(jù)CH氨基酸組成排列不同分為五大類IgGIgMIgAIgDIgE亞類：IgG14；IgM12;IgA122）型：根據(jù)CL氨基酸組成排列不同分為兩型型和型,免疫球蛋白,17,免疫球蛋白,18,特點：位于CH1和CH2之間，富含脯氨酸，極富彈性。功能：1.有利于Ab與Ag的結(jié)合；2.有利于Ig補體功能區(qū)的暴露。,2、鉸鏈區(qū)（Hingeregion）,免疫球蛋白,19,免疫球蛋白,20,3、連接鏈（J鏈）和分泌片段,J鏈：由漿細(xì)胞合成的富含半胱氨酸的多肽鏈。起連接及穩(wěn)定多聚體結(jié)構(gòu)的作用。分泌片（SP）：由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌的含糖肽鏈。起保護(hù)sIgA及介導(dǎo)其主動運輸?shù)淖饔谩?免疫球蛋白,21,免疫球蛋白,22,二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),（一）基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）（二）功能區(qū)（三）水解片段,（二）免疫球蛋白的功能區(qū)1、定義：Ig的多肽鏈分子可折疊成若干個鏈內(nèi)由二硫鍵連接的球形結(jié)構(gòu)。每個球形結(jié)構(gòu)約由110個氨基酸組成，具有一定的功能，故稱功能區(qū)。2、Ig的功能區(qū)L鏈：VL、CLH鏈：VH、CH1、CH2、CH3CH4(IgM、IgE),3、功能區(qū)功能（以IgG為例）,1)VH和VL：與抗原特異性結(jié)合的部位；2)CL和CH1：（allotype）遺傳標(biāo)記；3)IgG的CH2、IgM的CH3：補體結(jié)合點(激活補體經(jīng)典途徑）；4)IgG的CH3：結(jié)合單核/巨噬細(xì)胞表面FcR(不同生物學(xué)效應(yīng)）；,免疫球蛋白,26,與抗原特異性結(jié)合的部位,某些同種異型遺傳標(biāo)記,結(jié)合補體,結(jié)合FcR,二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),（一）基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）（二）功能區(qū)（三）水解片段,免疫球蛋白,28,免疫球蛋白,29,三、抗體的生物學(xué)活性,(一)識別并特異性結(jié)合抗原體內(nèi)結(jié)合相應(yīng)抗原分子發(fā)揮免疫效應(yīng)。如：中和毒素。,免疫球蛋白,30,免疫球蛋白,31,（二）激活補體IgM、IgG13激活補體經(jīng)典途徑；（三）通過Fc段結(jié)合具有FcR的細(xì)胞1）調(diào)理作用（opsonization)；IgFc段與吞噬細(xì)胞表面FcR結(jié)合促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬；,免疫球蛋白,32,調(diào)理作用,抗體單獨或與補體聯(lián)合可發(fā)揮調(diào)理作用，即促進(jìn)吞噬細(xì)胞對某些病原體的吞噬。,免疫球蛋白,33,免疫球蛋白,34,免疫球蛋白,35,動畫演示調(diào)理吞噬作用,免疫球蛋白,36,2）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（Ab-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)3)介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)（四）通過胎盤和粘膜IgG通過胎盤；sIgA穿過粘膜C區(qū)的功能。,免疫球蛋白,37,抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）,IgG與有相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞特異性結(jié)合后，其Fc段可與NK細(xì)胞表面相應(yīng)的IgGFcR結(jié)合，從而激活NK細(xì)胞對靶細(xì)胞的殺傷作用。此稱為ADCC。,免疫球蛋白,38,IgG與有相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞特異性結(jié)合后，其Fc段可與NK細(xì)胞表面相應(yīng)的IgGFcR結(jié)合，從而激活NK細(xì)胞對靶細(xì)胞的殺傷作用。,免疫球蛋白,39,ADCC作用,免疫球蛋白,40,抗體的生物學(xué)活性,(一)識別并特異性結(jié)合抗原（二）激活補體（三）通過Fc段結(jié)合具有FcR的細(xì)胞1）調(diào)理作用2）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用3)介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)（四）穿過胎盤和粘膜屏障,免疫球蛋白,41,免疫球蛋白,42,四、五類Ig的特性,IgGIgMIgAIgDIgE,免疫球蛋白,43,ImmunoglobulinIsotypesAreDistributedToDifferentPartsOfTheBodyIgMBloodIgGTissuesIgAMucosaIgE-Surfaces,免疫球蛋白,44,IgG的特征和功能,1、特征產(chǎn)生部位：脾、淋巴結(jié)中漿細(xì)胞；時間：出生后3月始合成，35歲接近成人水平；存在形式：單體部位：Sera和胞外液（各50%）時間：即半衰期，20-23天濃度：血清中Ig含量最高（75%-80%）；,免疫球蛋白,45,2、功能多數(shù)具有抗菌、抗病毒、抗毒素作用（通過中和作用、調(diào)理作用、ADCC作用、激活補體）。,免疫球蛋白,46,3、意義1）唯一通過胎盤Ig，發(fā)揮自然被動免疫功能；2）臨床注射丙球預(yù)防相應(yīng)傳染（甲肝）?。?）參與型/型超敏反應(yīng)，某些自身免疫??；,免疫球蛋白,47,IgM的特征和功能,1、特征產(chǎn)生部位：脾、淋巴結(jié)中漿細(xì)胞；時間：胚胎晚期存在形式：五聚體MW最大，稱為巨球蛋白；部位：主要在血液中；時間：半衰期較短，5天左右；濃度：SeraIg中含量5%-10%,免疫球蛋白,48,免疫球蛋白,49,2、功能溶菌/溶病毒/溶血（激活補體）3、意義1）生物進(jìn)化與個體發(fā)育中最早出現(xiàn)的Ig，胚胎期20周即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）；,免疫球蛋白,50,2）抗原初次刺激機體時，是體內(nèi)最先的Ig；又因半壽期較短，故血清IgM升高說明有近期感染；3）天然血型抗體是IgM；4）參與型、型超敏反應(yīng)。,免疫球蛋白,51,IgA的特征和功能,1、特征產(chǎn)生部位：MALT；時間：出生后3-6月始合成；存在形式：單體血清型和二聚體分泌型；部位：唾液、淚液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面；時間：半衰期，6天左右；濃度：血清中Ig含量10%-20%,免疫球蛋白,52,2、功能1）血清型：同IgG，但不重要2）分泌型：粘膜局部抗感染免疫的重要因素（又稱局部免疫抗體）。,免疫球蛋白,53,3、意義1）機體初乳中的sIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用；2）缺乏或合成障礙，易患呼吸道、胃腸道感染。,免疫球蛋白,54,IgD的特征和功能,血清中含量低，其生物學(xué)作用尚不清楚。半衰期，2.5天左右,免疫球蛋白,55,IgE的特征和功能,血清中含量最低的Ig；最不穩(wěn)定（T1/2為2天）；屬親細(xì)胞抗體，可與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞表面FcR結(jié)合，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)?？辜纳x感染。,免疫球蛋白,56,五、人工抗體的制備,多克隆抗體單克隆抗體基因工程抗體,多克隆抗體,polyclonalantibody用含多種抗原決定基的抗原物質(zhì)免疫動物，刺激多個B細(xì)胞克隆所獲得的免疫血清（含多種抗體的混合物），此為多克隆抗體。,免疫球蛋白,58,帶有多個表位,針對不同表位的B細(xì)胞,克隆增殖