1、第四章抗體(Ab)(antibody)第四章 1890年，Behring 在德國Koch實(shí)驗(yàn)室從免疫的動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了第一種抗體：白喉抗毒素，從而挽救了成千上萬的白喉患兒，死亡率從60%降到26%。1901年獲第一屆諾貝爾獎(jiǎng)。Ab的發(fā)現(xiàn) 1890年，Behring 在德國Koch實(shí)驗(yàn)室從免 細(xì)菌學(xué)家 發(fā)現(xiàn)抗體（30年代）40年代 漿細(xì)胞內(nèi)含有抗體B細(xì)胞 漿細(xì)胞 抗體 抗體的化學(xué)本質(zhì) 抗體的化學(xué)本質(zhì)免疫球蛋白(Ig) 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為Ig。有分泌型、膜型兩種?？贵w(Ab): 是B細(xì)胞接受抗原刺激后分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一類能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合、具有免疫功能的球蛋白。免

2、疫球蛋白(Ig) 第一節(jié) 免疫球蛋白分子的結(jié)構(gòu) 第一節(jié) Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929 -Rodney P一、Ig的基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）（一）輕鏈和重鏈1.重鏈(heavy chain, H鏈)2.輕鏈(light chain, L鏈)3.二硫鍵C端L鏈H鏈N端一、Ig的基本結(jié)構(gòu)（以IgG為例）（一）輕鏈和重鏈1.重鏈(重鏈(heavy chain, H鏈)：兩條較長的鏈 重鏈分別稱、鏈， Ig為IgM、IgG、IgA、

3、IgD、IgE。輕鏈(light chain, L鏈)：兩條較短的鏈 L鏈分為兩個(gè)型：、型， 同一Ig分子的L鏈的型是相同的。 ：=2：1重鏈(heavy chain, H鏈)：兩條較長的鏈V區(qū)C區(qū)(二)可變區(qū)和恒定區(qū)HVRVHCH1CH2CH3VLCLC端L鏈H鏈N端V區(qū)C區(qū)(二)可變區(qū)和恒定區(qū)HVRVHCH1CH2CH3VL1. 可變區(qū)(variable region,V區(qū)) L鏈近N端的1/2：VL， H鏈近N端的1/5或1/4：VH。 超變區(qū)(互補(bǔ)決定區(qū)CDR) complementaritydeterming region, 超變區(qū)：是抗體與抗原結(jié)合的部位，同時(shí)也是Ig分子獨(dú)特型決定

4、基存在的部位。1. 可變區(qū)(variable region,V區(qū))食品免疫學(xué)第四章-抗體課件2. 恒定區(qū)（constant region，C區(qū)） L鏈近C端的1/2：CL H鏈近C端的4/5或3/4：CH 2. 恒定區(qū)（constant region，C區(qū)）（三）鉸鏈區(qū)1位于CH1和CH2之間，富含脯氨酸，有彈性，使Ig易發(fā)生伸展及轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致構(gòu)型改變。 2適合Ig與Ag分子表面Ag表位結(jié)合，有利于暴露Ig分子上的補(bǔ)體C1q結(jié)合點(diǎn)而激活補(bǔ)體。3IgM和IgE缺乏鉸鏈區(qū)。（三）鉸鏈區(qū)食品免疫學(xué)第四章-抗體課件二、免疫球蛋白功能區(qū)的結(jié)構(gòu)及其主要功能食品免疫學(xué)第四章-抗體課件1L鏈功能區(qū) 可變區(qū)（VL

5、） 恒定區(qū)（CL）1L鏈功能區(qū)2H鏈功能區(qū)（1）IgG、IgA、IgD 1個(gè)可變區(qū)（VH）； 3個(gè)恒定區(qū)（CH1、CH2、CH3 ）。（2）IgM、IgE 1個(gè)可變區(qū)（VH）。 4個(gè)恒定區(qū)（CH1、CH2、CH3、CH4）。2H鏈功能區(qū)3功能區(qū)的作用（1）VL和VH：特異性結(jié)合抗原（2）CL和CH1：具有Ig同種異型遺傳標(biāo)志（3）IgG CH2、IgM CH3：補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)（4）IgG CH2可介導(dǎo)IgG通過胎盤 胎兒3功能區(qū)的作用（5）CH3 * IgGCH3：具有結(jié)合單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞Fc受體的功能； * IgE的CH2和CH3與結(jié)合肥大細(xì)胞和嗜鹼性 粒細(xì)胞FC受

6、體有關(guān)。（5）CH3三、連接鏈和分泌片1J (joining chain)鏈： 富含半胱氨酸的多肽鏈，由漿細(xì)胞合成，存在與SIgA和IgM中。2分泌片（分泌成分）： 分泌成分是分泌型IgA上的輔助成分，由粘膜上皮細(xì)胞合成，起到抵抗外分泌液中蛋白水解酶的作用。三、連接鏈和分泌片食品免疫學(xué)第四章-抗體課件四、單體、雙體和五聚體1單體： 包括IgG、IgD、IgE和血清型IgA。2雙體: 由J鏈連接的兩個(gè)單體，如：分泌型IgA（SIgA）。 3五聚體：只有IgM。四、單體、雙體和五聚體食品免疫學(xué)第四章-抗體課件五、免疫球蛋白的水解片段五、免疫球蛋白的水解片段1木瓜蛋白酶的水解片段 裂解部位： H鏈鉸

7、鏈區(qū)鏈間二硫鍵近N端。 裂解片段： 2個(gè)Fab段(fragment of antigenbinding) 1個(gè)Fc段(fragment crystallizable)1木瓜蛋白酶的水解片段 2胃蛋白酶水解片段 裂解部位：H鏈鉸鏈區(qū)鏈間二硫鍵近C端。 裂解片段： 1個(gè)F(ab)2段, 1個(gè)Fc（PFc,)段.抗毒素經(jīng)酶解提純后可減少超敏反應(yīng)的發(fā)生。2胃蛋白酶水解片段 第三節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)功能第三節(jié) 一、可變區(qū)的功能 特異性結(jié)合抗原。除中和毒素對(duì)機(jī)體起直接保護(hù)作用外，對(duì)其它抗原而言結(jié)合抗原只是體液免疫的第一步。一、可變區(qū)的功能二、恒定區(qū)的功能（一）激活補(bǔ)體系統(tǒng)1IgM、IgG1-3經(jīng)典激活途

8、徑2凝聚的IgA、IgG4和IgE 替代途徑激活補(bǔ)體。二、恒定區(qū)的功能（二）調(diào)理作用 IgG類抗體促進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等顆粒性抗原的作用。（二）調(diào)理作用（三）ADCC(抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒)作用 NK、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等能通過FcR與結(jié)合了IgG的靶細(xì)胞接觸并殺傷靶細(xì)胞。（三）ADCC(抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒)作用食品免疫學(xué)第四章-抗體課件食品免疫學(xué)第四章-抗體課件 (四) 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)：IgE類的抗體。（五）通過胎盤和粘膜： 1IgG是唯一可通過胎盤的抗體，在新生兒 抗感染中有重要作用。 2SIgA可通過分泌片介導(dǎo)穿越粘膜上皮細(xì)胞，在粘膜表面抗感染中作用重要。 (四) 介導(dǎo)I型

9、超敏反應(yīng)：IgE類的抗體。食品免疫學(xué)第四章-抗體課件第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性及功能第四節(jié)一、 IgG1血清含量最高，占血清總Ig的75%。2有四個(gè)亞類（IgG1、IgG2、IgG3、IgG4）。3是機(jī)體主要的抗感染Ab。4半衰期23天，臨床丙種球蛋白每2-3周注射一次。5唯一能通過胎盤，在新生兒抗感染中作用重要。6IgG還有調(diào)理作用、ADCC作用和結(jié)合SPA等作用。一、 IgG二、IgA1以單體和雙體形式存在。2血清型IgA以單體為主，有(IgA1、IgA2)兩個(gè)亞類，有調(diào)理作用和ADCC作用。3外分泌液（唾液、初乳、淚液）以雙體形式存在，稱SIgA。SIgA在粘膜局部抗感染中作用重要，能阻

10、止病原微生物由粘膜侵入體內(nèi)。二、IgA三、IgM1膜結(jié)合型IgM(mIgM)為單體，為B細(xì)胞抗原受體（BCR）。血清型為五聚體，分子量最大，稱巨球蛋白。2IgM不能通過血管，在防止敗血癥中作用重要。3IgM抗原結(jié)合價(jià)(5)和激活補(bǔ)體的能力高于IgG，具有高效抗感染的免疫作用。三、IgM4個(gè)體發(fā)育過程中最早產(chǎn)生的Ab，是宮內(nèi)感染的指標(biāo)。5初次體液免疫應(yīng)答最早產(chǎn)生的抗體，是近期感染的指標(biāo)。6類風(fēng)濕因子和天然血型抗體為IgM。4個(gè)體發(fā)育過程中最早產(chǎn)生的Ab，是宮內(nèi)感染的指標(biāo)。四、IgD 血清型和膜結(jié)合型。膜結(jié)合型IgD(mIgD)是成熟的B細(xì)胞膜上的BCR。未成熟B細(xì)胞只表達(dá)mIgM。成熟B細(xì)胞同時(shí)

11、表達(dá)mIgM和mIgD四、IgD五、IgE1是血清中含量最低的Ig； 2為親細(xì)胞抗體，介導(dǎo)型超敏反應(yīng)；3是抗寄生蟲感染的重要抗體。五、IgE第二節(jié)免疫球蛋白的血清型（抗原特異性）第二節(jié)（一）同種型1是指同一物種所有個(gè)體共有的Ig抗原特異性。例：馬抗人（甲）IgG，能與所有人IgG結(jié)合。2抗原性主要位于Ig的恒定區(qū)（CH和CL）。 3Ig同種型包括類和亞類、型和亞型。（一）同種型（二）同種異型1是指同一物種不同個(gè)體所產(chǎn)生的同一類型Ig分子，由于恒定區(qū)（CH和CL）一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸的不同而表現(xiàn)抗原性的差異。 例： Ag 甲 IgG 差 乙 IgG 異2差異由遺傳基因決定，又稱遺傳標(biāo)志，存在1-3、

12、2和鏈上，命名Gm、Am、m因子。（二）同種異型（三）獨(dú)特型(idiotype)1指每個(gè)Ig分子V區(qū)肽鏈所具有的抗原特異性標(biāo)志，為細(xì)胞特異性標(biāo)志。 B1 IgG1 Ag B2 IgG2 差異 B3 IgG32Ig的V區(qū)、Ag結(jié)合部位、獨(dú)特型表位，這三個(gè)不同的概念是立足于同一物質(zhì)基礎(chǔ)上。 3抗獨(dú)特型抗體。（三）獨(dú)特型(idiotype) 同種型(isotype):類/亞類；型/亞型。 同種異型(allotype):Gm、Am、m。 獨(dú)特型(idiotype)同種型（種屬型標(biāo)志）同種異型（個(gè)體型標(biāo)志）獨(dú)特型（細(xì)胞型標(biāo)志） 同種型(isotype):類/亞類；型/亞型。 同種異型(食品免疫學(xué)第四章-

13、抗體課件第五節(jié)多克隆抗體與單克隆抗體第五節(jié)一、多克隆抗體(polyclonal antibody,PcAb)由多個(gè)B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的針對(duì)多種抗原表位的抗體。二、單克隆抗體(monoclonal antibody,McAb)由單一克隆雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的識(shí)別某一特定抗原表位的同源抗體。1.概念一、多克隆抗體(polyclonal antibody,Pc抗 原124343211234B 細(xì)胞單克隆抗體多克隆抗體多 克 隆 抗 體 的 制 備抗 原124343211234B 細(xì)胞單克隆抗體多克隆抗體多B3B2B1B3Ag機(jī)體B2AgB1合成并分泌抗體多克隆抗體Ag合成并分泌抗體Ab1Ab2Ab3Ab1Ab

14、2Ab3單克隆抗體機(jī)體B3B2B1B3Ag機(jī)體B2AgB1合成并分泌抗體多克隆抗體(1) B細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，但不易在體外培養(yǎng)。2.單克隆抗體的制備原理和方法(2)骨髓瘤細(xì)胞能在體內(nèi)、外無限增殖，但不能分泌抗體。 (3) 兩者形成的雜交瘤細(xì)胞即能大量增殖，又能合成和分泌特異性抗體。(1) B細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，但不易在體外培養(yǎng)。2.單克隆抗體的食品免疫學(xué)第四章-抗體課件3.單克隆抗體的特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)高度均一； 特異性強(qiáng)； 效價(jià)高；應(yīng)用： 臨床疾病診斷； 鑒定細(xì)胞表面分子； 分離純化抗原； 腫瘤導(dǎo)向治療； 少(或無)血清交叉反應(yīng)。3.單克隆抗體的特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)高度均一； 特異性強(qiáng)；第六

15、節(jié)免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)第六節(jié)一、Ig胚系基因及其定位的胚系基因IgH鏈基因群：位于14號(hào)染色體鏈基因群：位于2號(hào)染色體鏈基因群：位于22號(hào)染色體一、Ig胚系基因及其定位的胚系基因IgH鏈基因群：位于14號(hào)二、人類Ig胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá) H鏈胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)C區(qū)基因（CH）:9個(gè)V區(qū)基因V基因片段（VH）:65個(gè)D基因片段（DH）:27個(gè)J基因片段（JH）:6個(gè)二、人類Ig胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá) H鏈胚系基因結(jié)構(gòu)及其 V1V65D2D3D1D27 V2J1J2J3J4J5J6 C C C3 C1 C1 C2 C4 C C2D/J連接V/D/J連接轉(zhuǎn)錄An V-D-J

16、-CRNA剪接An V-D-J-C翻譯VH C CVH胚系基因重組DNA初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄本或鏈mRNA或鏈V25D2J5J4J6 C C3J5J4 C CJ63D2V2V65LV1D15 C C53 VDJ V1V65D2D3D1D27 V2J1J2J3J4J5J6 鏈胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)C區(qū)基因（C）:1個(gè)V區(qū)基因V基因片段（V）:40個(gè)J基因片段（J）:5個(gè) 鏈胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)V區(qū)基因V基因片段（V）:30個(gè)J基因片段（J）:4個(gè)C區(qū)基因（C）:結(jié)成4個(gè)J-C基因?qū)?鏈胚系基因結(jié)構(gòu)及其重排和表達(dá)C區(qū)基因（C）:1個(gè)V區(qū)基 V1V40J1J 5 V2 CDNA重排轉(zhuǎn)錄An V-J-CRNA剪接翻譯V C胚系基因重組DNA初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄本mRNA輕鏈53V2553J4 C3 V1V40J1J 5 V2 CDNA重排轉(zhuǎn)錄An三、Ig的類別轉(zhuǎn)換指一個(gè)B細(xì)胞克隆在分化過程中V-D-J功能性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排的過程。 類別轉(zhuǎn)換與C區(qū)有關(guān)，與抗體的特異性不變。 Ig類別可由IgM轉(zhuǎn)換成IgG、IgA、IgE等。 由存在于各C區(qū)前面的轉(zhuǎn)換序列（S序列）形 成S-S重排引起。三、Ig的類