1、醫(yī)學(xué)免疫學(xué),新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室 Tel：3831939,免疫球蛋白 (immunoglobulin),徐 春 陽(yáng) ,目 的 要 求,掌握 免疫球蛋白和抗體的概念，免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、類型、水解片段，免疫球蛋白的功能。 熟悉 免疫球蛋白的異質(zhì)性及各類免疫球蛋白的特性及功能。 了解 人工制備抗體的方法。,抗體與免疫球蛋白的概念,免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）即抗體（antibody，Ab） 是血液和組織液中的一類糖蛋白，由B細(xì)胞接受抗原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。 以分泌型（sIg）和膜型（mIg）存在,漿細(xì)胞,抗體的發(fā)現(xiàn),德國(guó)學(xué)者Beh

2、ring,破傷風(fēng)抗毒素的中和作用,抗體的理化性質(zhì),1938年Tiselius 和 Kabat建立血清蛋白電泳技術(shù),血清蛋白,白蛋白 1球蛋白 2球蛋白 球蛋白 球蛋白,與抗體有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,Rodney Porter 1917-1985 Nobel Prize in 1972,Gerald Edelman 1929 - Nobel Prize in 1972,抗體分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),R.Yalow 1921- Nobel Prize in 1987,放射免疫測(cè)定,Susumu Tonegama Nobel Prize 1987,抗體基因結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),第 一 節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)(constru

3、ction),一、免疫球蛋白基本結(jié)構(gòu),由兩條相同的重鏈和輕鏈通過(guò)鏈間二硫鍵連接而成的四肽鏈結(jié)構(gòu),N端,C端,（一）重鏈和輕鏈,1.重鏈（heavy chain,H鏈）,組成：450-550個(gè)氨基酸殘基 分子量：50-75kD 五類(class)， IgM、IgG、IgA、IgD和IgE ，相應(yīng)的重鏈分別為： 、鏈,同一類Ig的鉸鏈區(qū)氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目、位置也不同，據(jù)此可將同類Ig分為不同的亞類(subclass) IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 IgA1、IgA2,2.輕鏈（light chain，L鏈）,組成：214個(gè)氨基酸殘基 分子量：25kD 型(type)：根據(jù)輕鏈恒

4、定區(qū)免疫原性不同分為和型 亞型：根據(jù)鏈個(gè)別氨基酸的差異，分為14亞型,（二）可變區(qū)和恒定區(qū),免疫球蛋白分子中靠近N端的約110個(gè)氨基酸的序列變化較大，稱為可變區(qū)（variable region,V區(qū) ） 其余靠近C端的氨基酸序列相對(duì)穩(wěn)定，稱為恒定區(qū)（constant region,C區(qū)）,1.可變區(qū)（variable region，V區(qū)）,VH和VL VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為高變區(qū)（ HVR）或互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）,CDR1、CDR2、CDR3共同組成Ig的抗原結(jié)合部位 在V區(qū)中，CDR之外區(qū)域的氨基酸組成和排列順序相對(duì)不易變化，稱為骨架區(qū)（FR）,2.恒定區(qū)

5、（constant region, C區(qū)),CH和CL 不同類IgCH的長(zhǎng)度不一 同一種屬的個(gè)體，所產(chǎn)生的同一類Ig，其C區(qū)氨基酸組成和排列順序較恒定，即免疫原性相同，但V區(qū)不同,（三）鉸鏈區(qū)（hinge region),位于CH1和CH2之間，含有豐富的脯氨酸。易伸展、彎曲，有利于同時(shí)結(jié)合兩個(gè)不同的抗原表位 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解 IgM和IgE無(wú)鉸鏈區(qū),(四) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)域(domain),通過(guò)鏈內(nèi)二硫鍵折疊成的球形結(jié)構(gòu)域或功能區(qū)，約由110個(gè)氨基酸組成。 輕鏈：兩個(gè)結(jié)構(gòu)域（VL,CL）; 重鏈：4個(gè)或5個(gè)結(jié)構(gòu)域 IgG、IgA、IgD：VH、CH1、CH2、CH3 IgM、I

6、gE：VH、CH1、CH2、CH3、CH4,免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域及其功能,二、免疫球蛋白的其它成分,（一） J鏈（joining chain）： 是一條富含半胱氨酸的多肽鏈，能將單體Ig分子連接為多聚體。IgA，IgM,（二）分泌片（SP） 是分泌型IgA上的一個(gè)輔助成分 功能：協(xié)助IgA分泌至粘膜表面；保護(hù)分泌型IgA的鉸鏈區(qū)免遭蛋白水解酶降解,三、水解片段,（一）木瓜蛋白酶水解片段 在鉸鏈區(qū)的近N端將其裂解成2個(gè)Fab(fragment of antigen binding)和1個(gè)Fc(fragment crystallizable)片段，F(xiàn)ab能夠與抗原結(jié)合；Fc能夠與細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合

7、，因它容易形成結(jié)晶，故稱為可結(jié)晶片段。,（二）胃蛋白酶水解片段 在鉸鏈區(qū)的近C端將其裂解成兩個(gè)片段：一個(gè)大片段F（ab）2和一些小碎片pFc。pFc分子量小，喪失免疫原性。 F（ab）2片段功能與Fab段相同，具有雙價(jià)，可同時(shí)結(jié)合兩個(gè)抗原表位。,第 二 節(jié) 免疫球蛋白的異質(zhì)性,免疫球蛋白異質(zhì)性指免疫球蛋白在結(jié)構(gòu)和功能上差異的總和。不同抗原表位刺激所產(chǎn)生的抗體分子，其識(shí)別抗原的特異性不同。,重鏈C區(qū)分類,輕鏈C區(qū)分型,鉸鏈區(qū)氨基酸組成和重鏈二硫鍵分亞類,C,C,V,V,輕鏈C區(qū)N端氨基酸的差異分亞型,一、免疫球蛋白的分類,二、外源因素所致的異質(zhì)性-Ig的多樣性,多樣性抗原的存在是導(dǎo)致免疫球蛋白異

8、質(zhì)性（即具有不同的抗原識(shí)別特異性）的外源因素，是免疫球蛋白異質(zhì)性的物質(zhì)基礎(chǔ)。,三、內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性-Ig的血清型,(一)同種型（isotype),同一種屬所有個(gè)體Ig共有的抗原特異性標(biāo)志。為種屬型標(biāo)志，存在于Ig的C區(qū)。,（二）同種異型(allotype）,同一種屬不同個(gè)體間Ig分子所具有的抗原特異性標(biāo)志，為個(gè)體性標(biāo)志。存在于Ig的C區(qū)。,（三）獨(dú)特型(idiotype),每個(gè)Ig分子所特有的抗原特異性標(biāo)志，存在于V區(qū)。,第 三 節(jié) 免疫球蛋白的功能（function）,一、Ig V區(qū)的功能,識(shí)別并特異性結(jié)合抗原 是抗體基本功能，其中CDR區(qū)起決定性作用 Ig結(jié)合抗原表位的個(gè)數(shù)稱為抗原結(jié)合

9、價(jià),1.中和毒素 2.中和病毒 3.阻止細(xì)菌黏附,二、IgC區(qū)的功能,（一）激活補(bǔ)體 抗體與相應(yīng)抗原結(jié)合后，暴露出CH2/CH3結(jié)構(gòu)域上的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，激活補(bǔ)體。IgG、IgM,1.調(diào)理作用 抗體通過(guò)Fc段與Fc受體結(jié)合從而增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬作用，這種現(xiàn)象稱為調(diào)理作用,（二）結(jié)合Fc受體（IgG和IgE）,2. 抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC）: 具有殺傷活性的細(xì)胞通過(guò)其表面表達(dá)的F受體識(shí)別結(jié)合于靶抗原上的抗體Fc段，直接殺傷靶抗原,3.介導(dǎo)I型超敏反應(yīng) IgE與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞結(jié)合，使其致敏，當(dāng)相同變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī)體即可刺激致敏靶細(xì)胞脫顆粒，釋放生物活性介質(zhì)，引起I型超敏反應(yīng)

10、,（三） 穿過(guò)胎盤和黏膜 IgG是唯一可通過(guò)胎盤的Ig。是重要的自然被動(dòng)免疫，對(duì)于新生兒的抗感染有重要意義 sIgA可通過(guò)呼吸道和消化道黏膜，是黏膜局部免疫的主要因素,第 四 節(jié) 各類免疫球蛋白的特性及功能,血清中含量最高，約占血清Ig總量的80% 4個(gè)亞類（IgG1，IgG2，IgG3和IgG4） 出生后3個(gè)月開始合成，35歲接近成人水平 半衰期最長(zhǎng)（20-23天），是再次免疫應(yīng)答的主要抗體，是抗感染的“主力軍” 唯一能夠通過(guò)胎盤的抗體,IgG,IgM,分子量最大（巨球蛋白） 單體IgM表達(dá)于B細(xì)胞表面，構(gòu)成B細(xì)胞抗原受體（BCR） 有很強(qiáng)的抗原結(jié)合、補(bǔ)體激活能力IgG； 天然的血型抗體為I

11、gM 個(gè)體發(fā)育過(guò)程中（20W）及初次應(yīng)答中出現(xiàn)最早的抗體，是抗感染的“先頭部隊(duì)”：臍帶血IgM升高，提示胎兒有宮內(nèi)感染；血清中有IgM，有新近感染,IgA,分兩型：血清型IgA（單體）和分泌型IgA（SIgA） SIgA主要存在于胃腸道和支氣管分泌液、初乳、淚液、唾液等外分泌液中 阻止病原微生物對(duì)黏膜上皮細(xì)胞的黏附，是黏膜局部抗感染的抗體； 初乳中的SIgA可發(fā)揮自然被動(dòng)免疫作用,IgD,血清Ig總量的0.2%，血清IgD的生物學(xué)作用尚不清楚 膜結(jié)合型IgD構(gòu)成BCR，是B細(xì)胞發(fā)育成熟的標(biāo)志,IgE,血清中含量最低的一類Ig，由黏膜下淋巴組織的漿細(xì)胞產(chǎn)生 易與肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng) 過(guò)敏體質(zhì)者，IgE水平高，明顯的家族遺傳傾向 與抗寄生蟲感染有關(guān),各類抗體的特性與功能,第 五 節(jié) 人工制備抗體,一、多克隆抗體（polyclonal antibody，pAb） 二、單克隆抗體（monoclonal antibody，mAb） 三、基因工程抗體（engineering antibody）,一、多克隆抗體（pAb）,是由不同的B細(xì)胞克隆受含有多種抗原表位的抗原刺激產(chǎn)生的混合抗體 缺點(diǎn)：特異性差，易發(fā)生交叉反應(yīng),多克隆抗體的制備,二、單克隆抗體（mAb）,是由單一克隆B細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生的只識(shí)別一種抗原表位的抗體,多克隆抗體與單克隆抗體的比較