第三章

免疫球蛋白

immunoglobulin,Ig

本章內(nèi)容

第一節(jié)

概述

第二節(jié)

免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能

第三節(jié)

免疫球蛋白的異質(zhì)性第四節(jié)五類免疫球蛋白的特性第五節(jié)抗體的生物學(xué)功能第六節(jié)免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)與抗體的多樣性第七節(jié)

抗體的制備1、1890年Behring發(fā)現(xiàn)

白喉外毒素－動(dòng)物（發(fā)?。崛⊙遄⑸淞硗鈩?dòng)物血清+毒素

動(dòng)物不發(fā)病動(dòng)物不發(fā)病說(shuō)明：血清中存在一種能中和毒素的部分：

抗毒素（抗體Antibody，Ab）

刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體的物質(zhì)：

抗原（Antigen，Ag）

白喉外毒素2、40年代采用電泳技術(shù)研究抗體

（TiseliusandKabat）

抗原－－動(dòng)物－－血清（免疫血清）當(dāng)時(shí)認(rèn)為：抗體就是γ球蛋白（丙球），丙球就是抗體

后來(lái)發(fā)現(xiàn)：抗體大部分局限在γ區(qū)少部分延伸至其它區(qū)。3、1968年WHO決定

免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白分泌型：血清抗體膜型：B細(xì)胞膜上的抗原受體

抗體（Antibody，Ab）：機(jī)體受抗原刺激后，B細(xì)胞增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的，主要存在于血清等體液中，能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的糖蛋白

抗體是Ig，而Ig并非都是抗體。第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的功能區(qū)免疫球蛋白的水解片段一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)輕鏈和重鏈組成Ig的類別與型別分區(qū)鉸鏈區(qū)結(jié)構(gòu)域

1、組成(IgG)◆四條多肽鏈：（通過(guò)鏈間二硫鍵連接）

2條相同的重鏈（HeavyChain，H鏈）450-550aa殘基組成，分子量50-75KDa

2條相同的輕鏈（LightChain，L鏈）214aa殘基組成，分子量25KDa

◆單體Ig分子呈“Y”型

HLLH2、Ig的類別（class）和型別（type）據(jù)肽鏈aa組成和排列順序不同

H鏈：分五類------δ、μ、γ、ε、α鏈

相應(yīng)的Ig：IgD、IgM、IgG、IgE、IgA

L鏈：分兩型－－－κ型和λ型

同一Ig分子的兩條H鏈/L鏈完全相同。3、分區(qū)：可變區(qū)（Variableregion，V區(qū)）

V區(qū)=(N端)?

L鏈+?

H鏈

恒定區(qū)（Constantregion，C區(qū)）

C區(qū)=(C端)?

L鏈+?

H鏈

V區(qū)N端C區(qū)C端V區(qū)-----特異結(jié)合Ag的部位

1）L鏈：

VL、CL2）H鏈：

VH、CH1、CH2、CH3、CH4（僅IgM、IgE）超變區(qū)(hypervariableregion，HVR)：

Ab可變區(qū)中某些區(qū)域的aa組成和排列高度可變。又稱為互補(bǔ)性決定區(qū)（complementarydeterminingregion，

CDR）

VL28-3549-5691-98

VH29-3149-5895-102HVR1HVR2HVR3

CDR1CDR2CDR3

HVR(CDR)-------決定抗體的特異性。骨架區(qū)骨架區(qū)（frameworkregion，

FR）：V區(qū)中除高變區(qū)外，其余的aa組成和序列較保守。

FR1-4HVR(CDR)的氨基酸組成和順序，決定抗體的特異性。4、鉸鏈區(qū)：位于CH1和CH2之間，富含脯aa，富有彈性，可自由折疊IgG、IgA、IgD有鉸鏈區(qū)IgM、IgE沒(méi)有鉸鏈區(qū)

鉸鏈區(qū)意義：?二、Ig的其它成分1、J鏈（連接鏈）（JoiningChain）：

富含半胱氨酸多肽鏈作用：參與IgA、IgM多聚體的連接產(chǎn)生：漿細(xì)胞-------J鏈、分泌片2、分泌片：SP（SecretoryPiece）

產(chǎn)生：粘膜上皮細(xì)胞作用：抗酶解作用（穩(wěn)定SIgA的作用）；轉(zhuǎn)運(yùn)IgA三、Ig的功能區(qū)Ig的每條肽鏈通過(guò)鏈內(nèi)二硫鍵折疊成幾個(gè)具有特殊生物學(xué)功能的球形結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為Ig的結(jié)構(gòu)域，也稱功能區(qū)。VH和VL：與抗原特異性結(jié)合的部位；

CL和CH1：某些同種異型遺傳標(biāo)記；

IgG的CH2、IgM的CH3：補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)補(bǔ)體C1q結(jié)合點(diǎn)激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑；

IgG的CH3：結(jié)合細(xì)胞結(jié)合單核/巨噬細(xì)胞表面FcR不同生物學(xué)效應(yīng)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域四、免疫球蛋白的水解片段：木瓜蛋白酶

IgG-----------------------2Fab段+Fc段

（抗原結(jié)合片段）（可結(jié)晶片段）

木瓜蛋白酶FabFabFc木瓜蛋白酶

胃蛋白酶

IgG-----------------------------F（ab’）2段+pFc’段

（抗原結(jié)合片段）碎片胃蛋白酶碎片F(xiàn)(ab’)2pFc’意義：F(ab’)2段保持了與抗原結(jié)合的生物學(xué)活性又減少了Fc段的生物學(xué)活性?？蓱?yīng)用于生物制品研究------------精制抗毒素等第二節(jié)Ig的異質(zhì)性異質(zhì)性（不均一性）不同抗原抗體特異性不同（可變區(qū)有差異）同一抗原抗體特異性相同（恒定區(qū)有差異）重鏈類別和輕鏈型別不同（IgG、IgM等）一、類型類：IgA,IgG,IgE,IgM,IgD亞類：IgG1~4,IgA1~2，IgM1~2型：κ，λ亞型：λ1~4四個(gè)亞型二、Ig的異質(zhì)性影響因素（外源性）一種抗原表位一種特異性抗體不同抗原表位不同特異性的抗體相同抗原表位特異性相同，但類別/型別不同的抗體

產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生二、Ig的異質(zhì)性影響因素（內(nèi)源性）

——

Ig的血清型Ig=蛋白質(zhì)=抗原——

抗原表位同種型(isotype)同種異型(allotype)獨(dú)特型(idiotype,Id)同種共有同種的不同個(gè)體不同同一個(gè)體的不同Ig特有同種型（Isotype）同一種屬內(nèi)所有個(gè)體Ig分子所具有的相同的抗原表位。（種屬特異性，位于C區(qū)）同種型表位同種異型（Allotype）同一種屬不同個(gè)體間的Ig分子所具有的不同的抗原表位。（個(gè)體特異性，位于C區(qū)）Back同種異型表位獨(dú)特型（Idiotype，Id）同一個(gè)體中，不同特異性的抗體因其CDR(HVR）序列不同，而具有不同的抗原表位。（位于V區(qū)）獨(dú)特型表位

異種動(dòng)物

Ig（免疫原）----同種異體---不同程度的免疫應(yīng)答

自身體內(nèi)

第五節(jié)免疫球蛋白的生物學(xué)功能

V區(qū)的功能

C區(qū)的功能

1.激活補(bǔ)體2.結(jié)合細(xì)胞的Fc受體3.通過(guò)胎盤(pán)和粘膜（IgG和IgA）1.特異結(jié)合抗原V區(qū)－－特異性結(jié)合抗原免疫效應(yīng)：

1.中和毒素、中和病毒

2.抑制細(xì)菌粘附宿主細(xì)胞抗原結(jié)合價(jià)單體Ig---雙價(jià)SIgA----4價(jià)

IgM----10價(jià)（實(shí)際5價(jià)）易感細(xì)胞病毒病毒受體抗體中和病毒作用機(jī)制示意圖敏感細(xì)胞外毒素外毒素受體抗體ABBA中和毒素作用機(jī)制示意圖C區(qū)功能1.活化補(bǔ)體IgM，IgG1，IgG2，IgG3-------經(jīng)典途徑凝聚的IgA、IgE、IgG4----------旁路途徑2.結(jié)合Fc受體介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)

調(diào)理作用發(fā)揮ADCC作用介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)

IgE由于其Fc段結(jié)構(gòu)的特異性，可在游離情況下與相應(yīng)的Fc受體結(jié)合

肥大細(xì)胞

IgE—FcεRⅠ--

嗜鹼性粒細(xì)胞

IgE也稱：親細(xì)胞抗體

一旦Ag與IgE結(jié)合，觸發(fā)細(xì)胞脫顆粒產(chǎn)生I型超敏反應(yīng)。一旦Ag與IgE結(jié)合，觸發(fā)細(xì)胞脫顆粒產(chǎn)生I型超敏反應(yīng)。Back調(diào)理吞噬作用發(fā)揮ADCC作用靶細(xì)胞抗原+IgGIgGFc段活化

+FcγR細(xì)胞：中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、Mφ、NK殺傷靶細(xì)胞。antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC

抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用

ADCC作用IgGFcR3、通過(guò)胎盤(pán)和粘膜IgG唯一通過(guò)胎盤(pán)的免疫球蛋白意義:?Ig通過(guò)黏膜1.IgG（1）分子結(jié)構(gòu)與分布： ①以單體的形式存在于血管內(nèi)外； ②根據(jù)抗原性不同分為IgG1～I(xiàn)gG4。第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性及功能（2）特點(diǎn)：①含量高（占Ig總量75%～80%）；②產(chǎn)生遲，在體內(nèi)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；③唯一能通過(guò)胎盤(pán)的Ig；④免疫作用強(qiáng)、廣；⑤某些自身抗體如抗核抗體等屬于IgG。（3）功能：①中和作用（中和毒素和中和病毒）；②調(diào)理作用；③激活補(bǔ)體（IgG1-3,IgG4例外）；④參與ADCC。2.IgM（1）分子結(jié)構(gòu)與分布：①I(mǎi)gM單體有CH4，IgM分子由5個(gè)IgM單體和一個(gè)J鏈連接而成；②分布于血管內(nèi)；

（2）特點(diǎn)：①分子量最大的Ig；②產(chǎn)生早，在體內(nèi)持續(xù)時(shí)間短；③構(gòu)成天然（ABO）血型抗體④免疫作用強(qiáng)、廣⑤膜表面IgM屬于BCR，是未成熟B細(xì)胞標(biāo)志IgM特點(diǎn)的臨床意義：A、新生兒臍血中IgM含量高于正常值，提示有宮內(nèi)感染。B、測(cè)到某種病原微生物特異性的IgM抗體，提示有該種病原微生物的近期感染。（3）功能：①中和作用（只存在于血管內(nèi)）②調(diào)理作用（調(diào)理作用比IgG強(qiáng)）③激活補(bǔ)體（極強(qiáng)的激活補(bǔ)體能力）3、IgA血清型：多數(shù)以單體形式存在，血清中含量10～15％血清型IgA具有中和毒素、調(diào)理吞噬的作用。分泌型（SIgA):組成：由兩個(gè)單體、一個(gè)J鏈和一個(gè)分泌片組成，分布：粘膜表面和唾液、淚液、初乳等分泌液中，作用：參與機(jī)體的粘膜局部抗感染作用；嬰兒出生后4~6個(gè)月開(kāi)始合成，但能從母乳中獲得；4、IgD以單體形式存在于血清中，含量低，僅占血清總Ig的0.2%；不能通過(guò)胎盤(pán)，也不能激活補(bǔ)體；B細(xì)胞膜上的mIgD是成熟B細(xì)胞的重要標(biāo)志，構(gòu)成BCR，參與B細(xì)胞的活化、增殖和分化；血清中的IgD功能不清。未成熟B細(xì)胞成熟B細(xì)胞活化及記憶B細(xì)胞IgMIgM、IgDIgM5、IgE血清中含量最少由粘膜固有層中的漿細(xì)胞合成分泌；通過(guò)Fc段的CH2/CH3功能域與肥大和嗜堿性粒細(xì)胞表面的FcR結(jié)合，參與I型超敏反應(yīng)的發(fā)生；參與抗寄生蟲(chóng)免疫。第七節(jié)抗體制備多克隆抗體（Polyclonalantibody,PAb）單克隆抗體（Monoclonalantibody，McAb）基因工程抗體（Genticengineeringantibody）一、多克隆抗體

1

2B1Ab1

機(jī)體B2Ab2

3B3Ab3

蛋白質(zhì)抗原多種抗體的混合物

存在于血清與體液中

由含多種抗原表位的抗原刺激機(jī)體多個(gè)B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的免疫血清