1、1,第四章 免疫球蛋白,Immunoglobulin, Ig,楊日榮,2,內(nèi)容提要,概述 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 抗體的異質(zhì)性 免疫球蛋白的生物學(xué)特性 人工制備抗體,3,概 述,一、概念 是血液和組織液中一類糖蛋白， 由B細(xì)胞接受抗原刺激刺激后增 殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生，是體液 免疫的重要效應(yīng)分子。 抗體（antibody,Ab）= 免疫球蛋白,掌握,4,類型 分泌型（secreted Ig, sIg） 膜 型（membrane Ig, mIg） 理化性質(zhì) 屬球蛋白，在電泳圖譜上大部分 抗體活性在球蛋白區(qū)；,flash1,掌握,5,6,第1節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),重鏈與輕鏈 可變區(qū)和恒定區(qū) 鉸鏈區(qū) 功能

2、區(qū) 其它成分 水解片段,掌握,以IgG為例,7,由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過二硫鍵連接而成的四肽鏈分子。,掌握,一、基本結(jié)構(gòu),8,9,1.重鏈與輕鏈,1）重鏈（heavy chain, H鏈） 約450-550氨基酸 重鏈分為5種：、。 其相應(yīng)Ig為IgG、IgM、IgA、IgD、IgE 每類又可分為不同亞類,掌握,10,1.重鏈與輕鏈,2）輕鏈（light chain, L鏈） 約214個(gè)氨基酸 輕鏈有兩型：及 但每一Ig分子的兩條輕鏈 總是同型的。,掌握,11,2.可變區(qū)和恒定區(qū),掌握,12,恒定區(qū)（constant region,C區(qū)),位于免疫球蛋白分子的C端，占輕鏈1/2和重

3、鏈3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈C區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。介導(dǎo)免疫球蛋白多種生物學(xué)功能。,掌握,13,可 變 區(qū)（variable region，V區(qū)）,位于Ig分子N端，占輕鏈1/2和重鏈1/4或1/5；不同抗體其IgV區(qū)氨基酸組成和排列有較大差異，并決定抗體與抗原結(jié)合的特異性；,掌握,14,高變區(qū)（hypervariable region, HVR）,在VL和VH中，某些局部區(qū)域的氨基酸組成更高變化程度，此為HVR。輕、重鏈各有3個(gè)HVR。,15,互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determining region

4、, CDR）,高變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結(jié)合的位置，此為CDR。,高變區(qū)=互補(bǔ)決定區(qū),16,骨架區(qū)（framework region, FR）,V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對保守，此為FR。VH和VL各有4個(gè)FR。,17,恒定區(qū),可變區(qū),高變區(qū),骨架區(qū),18,高變區(qū)形狀特異性,19,20,位于CH1和CH2之間，含豐富的脯氨酸，易伸展彎曲，有利于免疫球蛋白V區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；,3.鉸 鏈 區(qū),21,22,Flash 2,23,4.免疫球蛋白的功能區(qū)(結(jié)構(gòu)域),VH和VL：與抗原特異性結(jié)合的部位； CL和CH1：某些同種異型（allotype）遺傳標(biāo)記；

5、 IgG的CH2、IgM的CH3： 補(bǔ)體C1q結(jié)合點(diǎn) 激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑； IgG的CH3： 結(jié)合單核/巨噬細(xì)胞表面FcR 不同生物學(xué)效應(yīng),24,結(jié)合抗原,遺傳標(biāo)記,結(jié)合補(bǔ)體,結(jié)合細(xì)胞,功能區(qū)或結(jié)構(gòu)域,25,26,結(jié)構(gòu)域的二級結(jié)構(gòu)是“三明治”,Flash 3,27,免疫球蛋白超家族（IgSF）,28,其它成分 J鏈（joining chain）(IgA、IgM才有) 分泌片（secretory piece, sp） (IgA、相關(guān)) 水解片段 功能區(qū),29,30,31,32,第2節(jié) 抗體的異質(zhì)性,抗體在結(jié)構(gòu)和功能上差異的總和。,33,34,一、免疫球蛋白的分類,類（class）：根據(jù)CH不同 I

6、gG IgM IgA IgD IgE 亞類： IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2。,35,型（type）： 根據(jù)CL不同分為兩個(gè)型： 型和型 亞型： 型有亞型,36,二、抗體的多樣性,37,免疫球蛋白既可與抗原特異性結(jié)合，本身又可作為抗原，激發(fā)機(jī)體特異性免疫應(yīng)答。,三、內(nèi)源性因素所致抗體異質(zhì)性 免疫球蛋白的血清型,38,免疫球蛋白的雙重身份,39,免疫球蛋白的血清型,同種型 同種異型 獨(dú)特型,40,同種型（isotype） 指同一種屬所有個(gè)體的Ig分子共有的 抗原特異性標(biāo)志，位于Ig C區(qū)。 為種屬標(biāo)志 （顏色不一樣）,41,同種異型（allotype） 指同一種屬不同個(gè)體間I

7、g分子所具有的不同的抗原特異性標(biāo)志。為個(gè)體標(biāo)志 （花紋不一樣）,42,獨(dú)特型（idiotype） 指每個(gè)Ig分子所特有的抗原特異性標(biāo)志，其決定簇又稱為獨(dú)特位，主要存在于V區(qū)。,43,44,第3節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性,免疫球蛋白的主要功能 各類免疫球蛋白的特性和功能,45,一、免疫球蛋白的主要功能,免疫球蛋白V區(qū)的功能 免疫球蛋白C區(qū)的功能,46,1.免疫球蛋白V區(qū)的功能,特異性識別結(jié)合抗原 中和毒素 阻斷病原體入侵,47,48,中和毒素,49,阻止病毒入侵,50,阻止細(xì)菌入侵,Flash 4,51,1）、激活補(bǔ)體 IgM、IgG13 激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑 凝聚的IgA或IgG4 激活補(bǔ)體旁路途

8、徑,2.免疫球蛋白C區(qū)的功能,52,Flash 5,53,與細(xì)胞表面FcR結(jié)合 調(diào)理作用（opsonization)； IgFc段與吞噬細(xì)胞表面FcR結(jié)合促吞噬； 抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 （Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng),2）細(xì)胞親嗜性,54,Flash 6,55,抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用,Flash 7,56,與細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合,57,與細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合,58,59,二、各類免疫球蛋白的特性和功能,IgG IgM IgA IgD IgE,60,61,IgG的特性和功能,血清中的主要抗體成分（8

9、0%）；半壽期長（20-23天）； 多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類 具有調(diào)理作用、ADCC作用等； 具有活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑的能力（IgG3IgG1IgG2）；,62,出生后3個(gè)月開始合成，3-5歲接近成人水平 是唯一能通過胎盤的Ig，發(fā)揮自然被動免疫功能； 參與型、型超敏反應(yīng)，某些自身免疫病的抗體也屬IgG 再次免疫應(yīng)答的主要抗體,Flash 8,63,IgM的特性和功能,為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macroglobulin）； 個(gè)體發(fā)育中最先出現(xiàn)的Ig，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示宮內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）；,64,抗原初次刺激機(jī)體時(shí)，是體內(nèi)最先產(chǎn)生

10、的Ig；血清IgM升高說明有近期感染； 有強(qiáng)大激活補(bǔ)體能力和調(diào)理作用，在機(jī)體早期免疫防御中具有重要作用； 天然血型抗體是IgM； 未成熟B細(xì)胞僅表達(dá)mIgM，記憶B細(xì)胞mIgM消失。,65,66,67,IgA的特性和功能,分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA（ SIgA ）；,68,分泌型IgA 主要由粘膜相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生，存在于唾液、淚液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面，是機(jī)體粘膜局部抗感染免疫的重要因素。 初乳中的sIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用,69,IgD的特性和功能,血清中含量低，其生物學(xué)作用尚不清楚 mIgD可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時(shí)表達(dá)mI

11、gM和mIgD,mIgM,mIgM,mIgD,成熟B細(xì)胞,活化B細(xì)胞,未成熟B細(xì)胞,70,IgE的特性和功能,是血清中含量最低的Ig； 與抗寄生蟲免疫有關(guān) 屬嗜細(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)。,Flash 9,71,初次接觸 花粉,B細(xì)胞產(chǎn)生特異性IgE,IgE結(jié)合于肥大細(xì)胞的FcR,再次接觸花粉,脫顆粒 花粉癥,72,五、人工制備抗體,多克隆抗體 單克隆抗體 基因工程抗體,73,多克隆抗體（polyclonal antibody）,用含多種抗原決定簇的抗原物質(zhì)免疫動物，刺激多個(gè)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。 來源廣泛，

12、制備容易；特異性不高。,74,單克隆B細(xì)胞應(yīng)答,75,帶有多個(gè)表位,針對不同表位的B細(xì)胞,克隆增殖,多種抗體的混合物 （多克隆抗體）,刺激小鼠,76,單克隆抗體monoclonal antibody, mAb,由一個(gè)識別一種抗原表位的B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的同源抗體 純度高、特異性強(qiáng)、可大量生產(chǎn)。,77,78,為什么HAT培養(yǎng)基里面只剩下雜交瘤細(xì)胞？,正常漿細(xì)胞在體外培養(yǎng)難，壽命短。 骨髓瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)容易且永生，為什么在HAT培養(yǎng)基里會死亡？,79,單克隆抗體技術(shù)基本原理,哺乳類動物的細(xì)胞合成DNA有兩條途徑： 從頭 磷酸核糖焦磷酸 尿嘧啶 補(bǔ)救次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶 次黃嘌呤 胸腺嘧啶,氨基蝶呤,80,漿細(xì)胞在體外難生存 HAT培養(yǎng)基里加入了氨基蝶呤，所以骨髓瘤細(xì)胞不能用從頭合成途徑 同時(shí)骨髓瘤細(xì)胞自己沒有次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶，不能用補(bǔ)救合成途徑,單克隆抗體技術(shù)基本原理,所以HAT中骨髓瘤細(xì)