醫(yī)學(xué)免疫學(xué)免疫球蛋白

1、1會(huì)計(jì)學(xué)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)免疫球蛋白醫(yī)學(xué)免疫學(xué)免疫球蛋白1.Basic Structure of Immunoglobulin 2.Functions of Immunoglobulin3.Characteristic and Function of Five Ig 牛牛文庫(kù)文檔分享Definition: 抗體（Antibody Ab）：A molecule produced by animals in response to antigen which has the particular property of combining specifically with the antigen whi

2、ch induced its formation. 免疫球蛋白（Ig）：是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。 Ig分泌型 SIg：存在于血液及組織液中，具有抗體的各種功能膜型 mIg：B細(xì)胞膜上的抗原受體牛牛文庫(kù)文檔分享Immunoglobulin and Antibody (抗體分子與免疫球蛋白）牛牛文庫(kù)文檔分享Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929 -Nobel Prize in 1972闡明了Ab的本質(zhì)闡明了Ab的化學(xué)結(jié)構(gòu)牛牛文庫(kù)文檔分享Structure of Immunoglobulin牛牛

3、文庫(kù)文檔分享 Ig是糖蛋白, 由兩條較長(zhǎng)的多肽鏈和兩條較短的多肽鏈通過二硫鍵相連而形成四條肽鏈結(jié)構(gòu)（H2L2)。C C N N 一、Basic Structure of Immunoglobulin (IgG為例） 四條肽鏈兩端游離的氨基或羧基的方向是一致的，分別命名為氨基端（端）和羧基端（端）。牛牛文庫(kù)文檔分享C C N N Heavy chain： 由450-550a.a.組成，MW:50-75KD 兩條鏈之間以二硫鍵相連，呈Y字型 分為可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C區(qū)） 五類重鏈：、 相應(yīng)的五種Ig： IgG、IgA 、 IgM、 IgD和IgE IgG和 IgA又可分為若干亞類（一）Lig

4、ht Chain (L Chain) and Heavy Chain (H Chain) 牛牛文庫(kù)文檔分享IgG 分 子 的 四 種 亞 類IgG1IgG4IgG3IgG2 g1，g2，g3 和 g4 等Igg 鏈分別參與組成IgG1、IgG2、IgG3和IgG4等分子。IgG3的鉸鏈區(qū)最長(zhǎng)，IgG2鉸鏈區(qū)較短。四種亞類的IgG分子在血清中的濃度不同，所發(fā)揮的生物學(xué)特性亦不相同。牛牛文庫(kù)文檔分享IgM J 鏈IgM 抗 體 結(jié) 構(gòu)分 泌 型 IgM膜 型 IgMsIgM Iga Igb Iga Igb牛牛文庫(kù)文檔分享 IgE 分 子 的 結(jié) 構(gòu)牛牛文庫(kù)文檔分享 IgD 分 子 的 結(jié) 構(gòu)牛牛文

5、庫(kù)文檔分享 J 鏈分泌鏈IgA dimer牛牛文庫(kù)文檔分享C C N N Light chain： 由214a.a組成，MW:25KD 分為可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C區(qū)） 其C末端以二硫鍵與相對(duì)重鏈相連 兩型輕鏈：、 人類=2 1 鏈又可分為4種亞型(C區(qū)N端氨基酸排列順序)（一）Light Chain (L Chain) and Heavy Chain (H Chain) 牛牛文庫(kù)文檔分享C C N N Variable region： 位于重鏈或輕鏈的N端，占輕鏈的1/2，重鏈的1/4或1/5 氨基酸組成和排列順序隨抗體特異性而異 重鏈和輕鏈的可變區(qū)分別稱為VH和VL 又分為高變區(qū)(HVR

6、)和骨架區(qū)(FR) 賦予抗體以特異性（二）Variable Region（V Region）and Constant Region（C Region）牛牛文庫(kù)文檔分享Hypervariable region, HVR： VH和VL各有3個(gè)氨基酸組成和順序變異很高的區(qū)域 這些區(qū)域結(jié)構(gòu)與抗原決定簇（表位）互補(bǔ)，所以又稱為 互補(bǔ)決定區(qū)（CDR） 抗原-抗體特異結(jié)合的關(guān)鍵部位 決定了抗體的特異性和親和力 （二）Variable Region（V Region）and Constant Region（C Region）牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享Framework R

7、egion （FR）：是V區(qū)中非HVR的部位，其氨基酸組成與排列相對(duì)保守。C Region：氨基酸組成和排列在同一物種同一類Ig中比較穩(wěn)定的部位。 位于L鏈的C端1/2的區(qū)域稱為CL。 位于H鏈的C端3/4-4/5的區(qū)域稱為CH。（二）Variable Region（V Region）and Constant Region（C Region）牛牛文庫(kù)文檔分享 鉸鏈區(qū)（hinge region）： 位于CH1和CH2之間 富含脯氨酸，有彈性， 使Ig伸展自如 IgM 和 IgE無鉸鏈區(qū) （四）hinge region牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享L Chain ：VL、CLH Chain：Ig

8、G、IgA、IgD： VH、 CH1-CH3 IgM、IgE：VH、 CH1-CH4（三） Function Region 功能區(qū)（ Function Region ）： 多個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)單元組合形成的球狀亞單位結(jié)構(gòu) 通過二硫鍵連接 約含110氨基酸殘基 抗體發(fā)揮生物學(xué)功能的單位 L鏈有2個(gè)結(jié)構(gòu)域，H鏈有4或5個(gè)結(jié)構(gòu)域 牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享 功能區(qū) 作 用 VH 和 VL HVR是結(jié)合抗原決定基位點(diǎn)， 單體Ig具有2個(gè)抗原結(jié)合位點(diǎn) CH1 和 CL 是同種異型遺傳標(biāo)記所在區(qū)CH2 IgG分子的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)(C1q) CH3 IgG的FC段與細(xì)胞表面的FC受體 結(jié)合的部位，如FCR、 也是

9、IgM的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn) CH4 只有IgM、IgE才有牛牛文庫(kù)文檔分享 J鏈（joining chain） 是由漿細(xì)胞合成的富含半胱氨酸的多肽鏈，參與 IgA (H2L2)2與 IgM (H2L2)5連接，使其成為多聚體。 二、Joining Chain (J Chain) and Secretory Piece (SP)牛牛文庫(kù)文檔分享分泌片（secretory piece, SP） 粘膜上皮細(xì)胞分泌化學(xué)成份是糖肽 保護(hù) sIgA不被蛋白酶降解 介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運(yùn)，使其被分泌至黏膜表面實(shí)質(zhì)上是上皮細(xì)胞表面多免疫球蛋白受體（poly-IgR）的一部分 J 鏈分泌鏈IgA dimer二、Joining

10、 Chain (J Chain) and Secretory Piece (SP)牛牛文庫(kù)文檔分享 三、Cleaved Fragment of Ig 1、Papain水解片段 IgG 水解成三個(gè)片段 裂解部位：IgG鉸鏈區(qū)（CH1和CH2之間） 鏈間二硫鍵近N端側(cè)切斷。2、Pepsin水解片段 IgG 水解成二個(gè)片段裂解部位：鉸鍵區(qū)H鏈鏈間二硫鍵近C端切斷。兩個(gè)抗原結(jié)合段（兩個(gè)Fab段）一個(gè)結(jié)晶片段（Fc段）F（ab）2是雙價(jià)，可與兩個(gè)抗原結(jié)合Fc可繼續(xù)被水解成碎段，無任何生物學(xué)功能牛牛文庫(kù)文檔分享鉸鏈區(qū)二硫鍵連接部位的近N端鉸鏈區(qū)二硫鍵連接部位的近C端牛牛文庫(kù)文檔分享Fab段（fragmen

11、tantigen binding）：結(jié)構(gòu)：L+ 1/2 H（VH+CH1）單價(jià)，結(jié)合抗原后 不能形成凝集或 沉淀反應(yīng)( Fab )2 雙價(jià)抗體活性 能形成凝集或沉 淀反應(yīng) 生物制品應(yīng)用Fc段（ fragment crystallizable）結(jié)構(gòu)： CH2 + CH3賦予抗體多種生物 學(xué)功能 三、Cleaved Fragment of Ig 牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享 抗原(Ag) 抗體(Ab) 直接凝集反應(yīng) 牛牛文庫(kù)文檔分享抗原決定基位點(diǎn)遺傳標(biāo)記所在區(qū)鉸鏈區(qū)IgG分子的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)牛牛文庫(kù)文檔分享 （一）特異性地與抗原結(jié)合，這種結(jié)合程度是由CDR的空間構(gòu)型所決定的 （二） 結(jié)合補(bǔ)體，參與

12、免疫應(yīng)答（三） 與細(xì)胞的FcR結(jié)合（四） 通過黏膜與胎盤屏障胎盤微血管壁FcrR與IgG Fc段CH2區(qū)選擇性結(jié)合 Opsonization ADCC Mediating Hypersensitivity I牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享（一）Combining Specifically With The Antigen 是由V區(qū)（尤其是HVR）的空間構(gòu)型所決定的，與相應(yīng)Ag上的表位互補(bǔ)。這種結(jié)合是可逆的，受PH、溫度、電解質(zhì)影響。牛牛文庫(kù)文檔分享 （二）Binding Complement 1.IgM、IgG1、G2、G3可通過經(jīng)典途徑活化補(bǔ)體。 Ag+Ab結(jié)合后 就會(huì)暴露出補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)（

13、IgG的CH2、IgM的CH3與補(bǔ)體的C1q結(jié)合），開始活化補(bǔ)體。IgM的活化能力比IgG大500倍） 2. 聚合的IgA可通過旁路途徑活化補(bǔ)體。牛牛文庫(kù)文檔分享Opsonization : IgG 抗體的Fc段與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞上的IgG Fc受體結(jié)合，從而增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬作用。 抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody- dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）： 表達(dá)Fc受體的細(xì)胞（如NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等）通過識(shí)別抗體 的Fc段直接殺傷被抗體包被的靶細(xì)胞Mediating Hypersensitivity I：肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)

14、胞表面具有高親和力的 IgE Fc受體（三）Binding the FcR on Cells牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享除了NK之外，巨嗜細(xì)胞、中性粒細(xì)胞也有這種ADCC效應(yīng)牛牛文庫(kù)文檔分享（四）Traversing Placenta and Mucosa IgG借助Fc (CH2)段通過胎盤，IgG是唯一可通過胎盤的Ig。所以胎兒能夠獲得天然的被動(dòng)免疫。IgA可通過呼吸道、消化道粘膜 局部免疫重要因素。牛牛文庫(kù)文檔分享Structure of 牛牛文庫(kù)文檔分享IgG: IgM: 血清中含量最高， 占總Ig的75% 80% 再次應(yīng)答的主要抗體 具有多種功能 與SPA結(jié)合 抗感染的主要抗體

15、分子量最大的 Ig 最早出現(xiàn)的 Ig初次應(yīng)答的主要抗體 近期感染的指標(biāo) m IgM是B細(xì)胞抗原 受體牛牛文庫(kù)文檔分享 IgA: IgD: 分泌性和血清型 初乳中含sIgA 在局部抗感染中 發(fā)揮重要作用 IgE:含量最少介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)B細(xì)胞成熟的標(biāo)志牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享5 Monoclonal Antibody 人工制備抗體的類型：Polyclonal Antibody、Monoclonal Antibody、基因工程抗體 （一） Polyclonal Antibody ：由多克隆B細(xì)胞群產(chǎn)生的針對(duì)多種抗原決定簇的混合抗體。 （二） Monoclonal Antibody ：針對(duì)一

16、個(gè)抗原決定基 , 由一個(gè)B細(xì)胞克隆分化增殖的子代細(xì)胞集團(tuán) （即單一純系單克隆細(xì)胞）合成的抗體。 具有純度高、特異性強(qiáng)、效價(jià)高、血清交叉反 應(yīng)小的特點(diǎn)牛牛文庫(kù)文檔分享次黃嘌呤(H), 次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶（HGPRT）氨甲蝶嶺(A),胸腺嘧啶核苷(T). 牛牛文庫(kù)文檔分享Definition: 抗體（Antibody Ab）：A molecule produced by animals in response to antigen which has the particular property of combining specifically with the antigen wh

17、ich induced its formation. 免疫球蛋白（Ig）：是指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。 Ig分泌型 SIg：存在于血液及組織液中，具有抗體的各種功能膜型 mIg：B細(xì)胞膜上的抗原受體牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享Fab段（fragmentantigen binding）：結(jié)構(gòu)：L+ 1/2 H（VH+CH1）單價(jià)，結(jié)合抗原后 不能形成凝集或 沉淀反應(yīng)( Fab )2 雙價(jià)抗體活性 能形成凝集或沉 淀反應(yīng) 生物制品應(yīng)用Fc段（ fragment crystallizable）結(jié)構(gòu)： CH2 + CH3賦予抗體多種生物 學(xué)功能 三、Cleaved Fragment of Ig 牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享Opsonizatio