三免疫球蛋白與抗體PPT課件

.,1,第三章免疫球蛋白與抗體,.,2,目錄,.,3,抗體(Antibody，Ab）是由抗原刺激而產(chǎn)生的一類能與相應抗原特異性結合的糖蛋白。免疫球蛋白（Immunology，Ig）具有抗體活性及化學結構與抗體相似的一類球蛋白。,.,4,抗體的發(fā)現(xiàn)與命名,30年代，血清中具有防御作用的保護成分統(tǒng)稱為抗體,抗體是血清丙種球蛋白，40年代被命名為-球蛋白,抗體是異質性球蛋白,60年代免疫球蛋白（Ig）替代-球蛋白,.,5,一、免疫球蛋白的基本結構,免疫球蛋白的結構,由兩條相同的輕鏈（LightChain）和兩條相同的重鏈（Heavychain）通過鏈間二硫鍵連結形成。分子式為：H2L2,四條肽鏈兩端游離的NH2和COOH方向一致分別命名為N端和C端。,.,6,免疫球蛋白的結構,（一）輕鏈和重鏈,輕鏈（L鏈）鏈鏈輕鏈決定型別型型正常人：2：1,重鏈（H鏈）:根據(jù)其抗原性的差異，人類Ig的H鏈分為鏈鏈鏈鏈鏈,重鏈決定Ig類別IgGIgAIgMIgDIgE,.,7,免疫球蛋白的結構,（二）可變區(qū)和恒定區(qū),V區(qū)：VL、VH,可變區(qū)（V區(qū)）：氨基酸種類、排列順序差異較大，構成抗體的多樣性。,恒定區(qū)（C區(qū)）氨基酸種類、排列順序恒定,C區(qū)：CL、CH,.,8,免疫球蛋白的結構,高變區(qū)（hypervariableregion，HVR）,抗體與抗原結合的位置，又稱為決定簇互補區(qū)(complementarity-determinantregion,CDR)，也是抗體分子的獨特型決定簇的主要存在部位。,骨架區(qū)(Framework,FR),.,9,免疫球蛋白的結構,(三）鉸鏈區(qū)（hingeregion）,位于CH1和CH2之間，富含脯氨酸，易發(fā)生伸展和一定程度的移動，便于抗體更好地與抗原結合。,.,10,免疫球蛋白的結構,二、免疫球蛋白的功能區(qū),Ig分子通過鏈內二硫鍵折疊成若干個球形單位，每個球形單位為一個功能區(qū)。,L鏈：VL區(qū)CL區(qū)H鏈：VH區(qū)CH1區(qū)CH2區(qū)CH3區(qū)CH4區(qū)(IgM,IgE),.,11,V區(qū),C區(qū),VL+VH功能區(qū)：抗原結合部位,CH3功能區(qū)：是Ig與其Fc受體結合的部位(固定細胞）,CL和CH區(qū)：具有同種異型抗體的遺傳標記。,CH2區(qū)：IgG的補體結合點和通過胎盤的部位,功能區(qū)的作用,.,12,VL+VH功能區(qū)：抗原結合部位,.,13,IgGCH3區(qū)：可于單核-M細胞、B細胞、NK細胞、中性粒細胞上的IgG-Fc受體結合調理吞噬、ADCC。,.,14,免疫球蛋白的結構,三、免疫球蛋白的水解片段,.,15,胃蛋白酶-水解,裂解部位：鉸鏈區(qū)端,裂解片段F(ab)2+pFc,Fab結合價：二價,.,16,IgG水解,木瓜蛋白酶胃蛋白酶裂解部位鉸鏈區(qū)近N端鉸鏈區(qū)近C端裂解片段2Fab+FcF(ab)2+pFcFab結合價單價二價同種型抗原決定簇存在消失免疫動物產(chǎn)生抗IgG不產(chǎn)生抗IgG超敏反應的可能性大小,.,17,免疫球蛋白的結構,J鏈由漿細胞合成SC鏈由粘膜上皮細胞合成和分泌,四、J鏈和分泌片（SP）,.,18,單體、二聚體、五聚體,單體結構,二聚體結構,五聚體結構,IgG、IgA、SIgAIgMIgD、IgE,分子式:H2L2(H2L2)2SCJ(H2L2)5J,.,19,目錄,.,20,免疫球蛋白的血清型,免疫球蛋白具有雙重特性，既可與相應抗原發(fā)生特異性結合，又因其本身大分子蛋白質的免疫原性可刺激機體產(chǎn)生免疫應答。其免疫原性由其分子中所包含的抗原表位構成，這些抗原表位呈3種不同的血清型，即同種型、同種異型和獨特型。,.,21,免疫球蛋白的血清型,一、同種型同種型(Isotype)指同一種屬所有個體免疫球蛋白分子共同具有的免疫原性,為種屬特異性標志，位于免疫球蛋白的C區(qū)。如人類IgG都具有相同的抗原特異性結構,若以人IgG免疫羊，可獲得羊抗人IgG抗體。這種抗體能與所有人類lgG發(fā)生特異性結合，但不能結合其他物種的IgG。也可根據(jù)免疫球蛋白C區(qū)免疫原性的不同,將其分為若干類、亞類、型和亞型。,.,22,免疫球蛋白的血清型,二、同種異型同種異型(allotype)指同一種屬不同個體間同一類型免疫球蛋白分子所具有的不同的免疫原性，為個體性標志，其抗原表位也存在于免疫球蛋白的C區(qū)。這種不同個體免疫球蛋白所存在的同種異型抗原往往表現(xiàn)為C區(qū)內1個或數(shù)個氨基酸殘基的差異，可作為個體的遺傳標志。,.,23,免疫球蛋白的血清型,三、獨特型獨特型(idiotype)指同一個體內不同B細胞克隆產(chǎn)生的免疫球蛋白其V區(qū)的免疫原性不同，是每個抗體分子的抗原特異性標志，其抗原表位位于免疫球蛋白V區(qū)中的CDR區(qū)。獨特型在異種、同種異體及自身體內都能誘導產(chǎn)生相應抗體，稱為抗獨特型抗體(antiidiotypeantibody，Ald)。獨特型與抗獨特型抗體構成機體重要的免疫調節(jié)網(wǎng)絡。,.,24,目錄,免疫球蛋白的生物學功能,3,.,25,免疫球蛋白的生物學功能,一、特異性結合抗原二、激活補體三、與細胞表面Fc受體結合（固定細胞）IgEFc受體（FcR）：存在于肥大細胞和嗜堿性粒細胞膜上。IgGFc受體（FcR）：存在于單核-吞噬細胞、NK細胞、B細胞上。四、通過胎盤和粘膜,.,26,免疫球蛋白的生物學功能,一、特異性結合抗原識別和特異性結合抗原是免疫球蛋白的主要功能，這種特異性結合是通過CDR區(qū)與抗原表位互補結合而形成的?？贵w與抗原的結合是特異性、可逆性的結合。抗體結合抗原表位的個數(shù)稱為抗原結合價。抗體單體分子可結合2個抗原表位，為2價；SlgA為4價；五聚體lgM理論上為10價，但由于立體空間位阻，一般只能結合5個抗原表位，故為5價?？贵w與抗原結合可以中和毒素、阻斷病原體感染，但其本身并不能溶解或殺傷靶細胞，往往需要補體或吞噬細胞等參與來發(fā)揮免疫效應。,.,27,免疫球蛋白的生物學功能,二、激活補體lgM、IgG抗體與相應抗原結合后，抗體的構象改變使其CH2或CH3區(qū)的補體C1q結合位點暴露，從而導致補體經(jīng)典途徑激活。凝聚的gA1、lgG4和IgE可以通過旁路途徑活化補體。,.,28,免疫球蛋白的生物學功能,三、結合Fc受體lgG、lgA和IgE可通過其Fc段與細胞表面的相應Fc受體(FcR、FcR、FcR)結合，發(fā)揮免疫效應。1.調理作用指抗體通過Fab段與細菌等顆粒性抗原結合，以Fc段結合巨噬細胞或中性粒細胞表面的FcR，從而促進吞噬細胞對上述顆粒性抗原吞噬的作用。,.,29,免疫球蛋白的生物學功能,三、結合Fc受體2.抗體依賴細胞介導的細胞毒作用：抗體的Fab段與靶細胞特異性結合后，其Fc段與殺傷細胞如NK細胞、巨噬細胞等的Fc受體結合，介導殺傷細胞直接作用于靶細胞，簡稱ADCC效應。3.介導I型超敏反應：IgE為親細胞抗體，其Fc段可與肥大細胞和嗜堿粒細胞表面的FcR結合，使其致敏。致敏細胞通過其表面的lgE結合再次進入機體的相同變應原時，可釋放生物活性介質，引起I型超敏反應(詳見第十一章)。,.,30,免疫球蛋白的生物學功能,四、通過胎盤和黏膜IgG是人類唯一能夠從母體通過胎盤屏障轉運到胎兒體內的抗體。IgG通過其Fc段選擇性地與胎盤微血管壁內皮細胞表面受體可逆性結合，主動穿過胎盤進入胎兒血液循環(huán)。此外，SlgA可通過分泌片經(jīng)黏膜上皮細胞進入呼吸道及消化道發(fā)揮抗感染免疫作用。,.,31,目錄,各類免疫球蛋白的特性和作用,4,.,32,1、由淋巴結和脾臟的漿細胞產(chǎn)生。2、在血清中含量最高，占血清Ig總量的75-80%。3、是血液循環(huán)中主要的防御性抗體，能激活補體、中和病毒、中和毒素、調理吞噬。4、能通過胎盤，對新生兒抗感染起重要作用。5、再次免疫應答產(chǎn)生IgG，為高親和力抗體。6、可與葡萄球菌蛋白A（SPA）結合，用于免疫診斷。,IgG,各類免疫球蛋白的特性和作用,.,33,各類免疫球蛋白的特性和作用,IgM,1、分子量最大，血清IgM為5聚體（巨球蛋白）2、由脾臟中的漿細胞產(chǎn)生，是個體發(fā)育過程中出現(xiàn)最早的抗體，胚胎晚期已能合成。如新生兒血清IgM含量增高，則表示宮內感染。3、血清IgM：能激活補體，通過補體裂解產(chǎn)生C3b、C4b發(fā)揮調理吞噬作用?？谷砀腥镜淖饔幂^強。4、在免疫應答的早期發(fā)生，是重要的早期防御性抗體，對感染的早期診斷有意義。成人血清IgM含量增高，則表示有近期感染。5、B細胞膜表面IgM（mIgM）是B細胞識別抗原的受體（BCR），為單體IgM。只表達mIgM是未成熟B細胞的標志。,.,34,各類免疫球蛋白的特性和作用,IgA與SIgA,血清IgA：由腸系膜淋巴結中的漿細胞產(chǎn)生存在于血清中，含量占血清Ig總量的10-20%。為單體。具抗菌、抗毒、抗病毒作用，對支原體和某些真菌也有作用。分泌性IgA（SIgA）：由粘膜固有層的漿細胞產(chǎn)生，在漿細胞內已有J鏈連結成二聚體，通過粘膜上皮細胞時獲得分泌片.存在于外分泌液中，為二聚體。SIgA是重要的局部防御性抗體。,.,35,各類免疫球蛋白的特性和作用,IgD,1、單體結構，由扁桃腺、脾臟中的漿細胞產(chǎn)生。2、血清中含量甚低，只占血清Ig總量的0.2%。3、是成熟B細胞膜表面IgD分子（SmIgD）。4、血清IgD分子：功能未明確。,.,36,各類免疫球蛋白的特性和作用,IgE,1、由鼻咽部、扁排腺、支氣管、胃腸道粘膜固有層的淋巴組織中的漿細胞產(chǎn)生。2、在血清中含量最低，0.1-0.4g/ml3、為單體結構。4、親細胞性：與肥大細胞和嗜堿性粒細胞膜上的FcR結合。5、介導型超敏反應。,.,37,目錄,人工制備抗體,5,.,38,人工制備抗體,5,人工制備抗體是大量獲得抗體的有效途徑，在疾病的診斷、免疫防治及基礎研究中有廣泛的應用。根據(jù)抗體制備的原理和方法，人工制備抗體可分為多克隆抗體、單克隆抗體和基因工程抗體。1.多克隆抗體用天然抗原免疫動物后獲得的血清即為多克隆抗體。天然抗原分子往往含有多種抗原表位，可激活多個B淋巴細胞克隆，產(chǎn)生針對不同抗原表位的多種抗體。由多個B細胞克隆產(chǎn)生的多種抗體的混合物即多克隆抗體(polyclonalantibody，pAb)。,.,39,人工制備抗體,5,2.單克隆抗體由單一B細胞克隆產(chǎn)生的、只識別單一抗原表位的高度特異性抗體稱為單克隆抗體(monoclonalantibody，mAb)。以免疫小鼠的B細胞與同系小鼠骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤(hybridoma)細胞，既有骨髓瘤細胞無限擴增的特性，又繼承了B細胞合成特異性抗體的